정답이 있는 반응기 크기 결정(CSTR 및 PFR) 학습지

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1.쉬움
V = ?, k = 0.1 min⁻¹Q = 25 L/minX = 85%

k = 0.1 min⁻¹인 액상 1차 반응 A → B를 25 L/min으로 공급되는 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)에서 수행한다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. A의 전환율 85%를 얻기 위한 반응기 부피 V을(를) 리터 단위로 구하시오.

Q = 25 L/mink = 0.1 min⁻¹X = 85%
V = L
2.쉬움
V = 500 L, k = 0.2 min⁻¹Q = 100 L/minCA0​ = 2.5 mol/LCA​ = ?

액상 1차 반응 A → B(k = 0.2 min⁻¹)가 500 L 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)에서 진행된다. 공급물은 100 L/min, CA0 = 2.5 mol/L로 들어온다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 출구 농도 CA을(를) 구하시오.

V = 500 LQ = 100 L/mink = 0.2 min⁻¹CA0 = 2.5 mol/L
CA = mol/L
3.보통
Q = 80 L/minX = 85%V = ?, k = 0.5 min⁻¹

k = 0.5 min⁻¹인 액상 1차 반응 A → B를 80 L/min으로 공급되는 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 수행한다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. A의 전환율 85%를 얻기 위한 반응기 부피 V을(를) 리터 단위로 구하시오.

Q = 80 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 85%
V = L
4.보통
QX = 70%CSTR과 같은 Q, k, X

액상 1차 반응이 전환율 70%에 도달해야 한다. 공급 유량, 속도 상수, 전환율이 같을 때 CSTR은 PFR보다 몇 배 커야 하는가? 비 VCSTR/VPFR을(를) 구하시오.

X = 70%1차 반응, 같은 k와 Q
VCSTR/VPFR =
5.어려움
V = 500 LQ = 20 L/minX = ?

액상 1차 반응(k = 0.5 min⁻¹)이 20 L/min으로 공급되는 500 L CSTR에서 진행된다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 500 LQ = 20 L/mink = 0.5 min⁻¹
X = %
6.어려움
Q = 5 L/minX = ?V = 50 L

액상 1차 반응(k = 0.12 min⁻¹)이 5 L/min으로 공급되는 50 L 플러그 흐름 반응기(PFR)에서 진행된다. 밀도는 일정하고 반응기는 정상 상태이다. 전환율 X을(를) 퍼센트로 구하시오.

V = 50 LQ = 5 L/mink = 0.12 min⁻¹
X = %

정답표

  1. 1. V = 1417 L
  2. 2. CA = 1.25 mol/L
  3. 3. V = 303.5 L
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1.938
  5. 5. X = 92.59 %
  6. 6. X = 69.88 %

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