CFSTR 100 mg/L 10 mg/L 일차반응 1000 m3/day 0.5 day-1

CFSTR 100 mg/L 10 mg/L 일차반응 1000 m3/day 0.5 day-1

특정의 반응물을 포함한 유체가 CFSTR을 통과할 때

반응물의 농도가 100 mg/L에서 10 mg/L로 감소하였고,

반응기 내의 반응이 일차반응이며

유체의 유량이 1000 m3/day이라면,

반응기의 체적(m3)은?

(단, 반응속도상수는 0.5 day-1)

12. 특정의 반응물을 포함한 유체가 CFSTR을 통과할 때 반응물의 농도가 100mg/L에서 10mg/L로 감소하였고, 반응기 내의 반응이 일차반응이며 유체의 유량이 1000m3/day이라면, 반응기의 체적(m3)은? (단, 반응속도상수는 0.5day-1)

① 12,000 m3

② 15,000 m3

③ 18,000 m3

④ 21,000 m3

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완전혼합 반응조

(continuous stirred-tank reactor, CSTR) 는

연속흐름 반응조

(continuous-flow stirred-tank reactor, CFSTR) 로도 불린다.

CFSTR 반응 (정상상태 질량수지)

Q (C_0 – C_t) = k V (C_t)^n

> Q: 유량

> C_0: 초기농도

> C_t: 나중농도

> k: 속도상수

> V: 반응조 부피

> n: 반응차수

(1000 m3/day) (1000 L / 1 m3)

= 10^6 L/day = Q

Q (C_0 – C_t) = k V (C_t)^n

V = Q (C_0 – C_t) / (k (C_t)^n)

= (10^6) (100 – 10) / ((0.5) (10)^1)

= 18000000 L

18000000 L × (1 m3 / 1000 L)

= 18000 m3

답: ③ 18,000 m3

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24200 ]

CFSTR에서 물질을 분해하여 효율 95%로 처리하고자 한다. 이 물질은 0.5차 반응으로 분해되며, 속도상수는 0.05 (mg/L)1/2/hr이다. 유량은 500 L/hr이고 유입농도는 250 mg/L로 일정하다면 CFSTR의 필요부피(m3)는? (단, 정상상태 가정)

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