정답이 있는 반응기 크기 결정(CSTR 및 PFR) 학습지

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1.쉬움
V = ?, k = 0.12 min⁻¹Q = 5 L/minX = 80%

k = 0.12 min⁻¹인 액상 1차 반응 A → B를 5 L/min으로 공급되는 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)에서 수행한다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. A의 전환율 80%를 얻기 위한 반응기 부피 V을(를) 리터 단위로 구하시오.

Q = 5 L/mink = 0.12 min⁻¹X = 80%
V = L
2.쉬움
τ = ?k = 0.25 min⁻¹X = 70%

k = 0.25 min⁻¹인 액상 1차 반응이 정상 상태의 CSTR에서 진행된다. 전환율 70%에 도달하는 데 필요한 공간 시간 τ은(는) 얼마인가?

k = 0.25 min⁻¹X = 70%
τ = min
3.보통
Q = 40 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?V = 1000 L, k = 0.08 min⁻¹

액상 1차 반응 A → B(k = 0.08 min⁻¹)가 1000 L 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 진행된다. 공급물은 40 L/min, CA0 = 1 mol/L로 들어온다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 출구 농도 CA을(를) 구하시오.

V = 1000 LQ = 40 L/mink = 0.08 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
4.보통
Q = 40 L/minX = 90%V = ?, k = 0.3 min⁻¹

k = 0.3 min⁻¹인 액상 1차 반응 A → B를 40 L/min으로 공급되는 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 수행한다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. A의 전환율 90%를 얻기 위한 반응기 부피 V을(를) 리터 단위로 구하시오.

Q = 40 L/mink = 0.3 min⁻¹X = 90%
V = L
5.어려움
V = 200 LQ = 40 L/minX = ?

액상 1차 반응(k = 0.5 min⁻¹)이 40 L/min으로 공급되는 200 L CSTR에서 진행된다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 200 LQ = 40 L/mink = 0.5 min⁻¹
X = %
6.어려움
V = 200 LV = 200 LQ = 10 L/minX = ?

액상 1차 반응(k = 0.15 min⁻¹)이 직렬로 연결된 같은 크기의 CSTR 두 개(각각 200 L)에서 진행된다. 공급 유량은 10 L/min, 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전체 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 200 L (×2)Q = 10 L/mink = 0.15 min⁻¹
X = %

정답표

  1. 1. V = 166.7 L
  2. 2. τ = 9.333 min
  3. 3. CA = 0.1353 mol/L
  4. 4. V = 307 L
  5. 5. X = 71.43 %
  6. 6. X = 93.75 %

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