유기물의 감소반응이 2차반응(Vc= -KC2)이라 할 때 반응 후 초기… | [수질환경기사 필기] 23년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[수질환경기사 필기] 23년 3회차

유기물의 감소반응이 2차반응(Vc= -KC²)이라 할 때 반응 후 초기농도(Co=1)에 대하여 유출농도(Ce = 0.2)가 80% 감소되도록 하는데 필요한 CFSTR(완전혼합반응기)와 PFR(플럭흐흠반응기)의 부피비는?(단, CFSTR의 물질수지식 : O=QCo – QCe – VKCe²(정상 상태), PFR은 정상상태에서 의 식으로 표현)

CFSTR : PFR = 5 : 1

CFSTR : PFR = 7 : 1

CFSTR : PFR = 10 : 1

CFSTR : PFR = 15 : 1

해설

CFSTR : PFR = 5 : 1이다.
CFSTR 물질수지식  $0=QC_0-QC_e-VKC_e^2$ 에서 체류시간은  $\tau_{CFSTR}=\dfrac{V}{Q}=\dfrac{C_0-C_e}{KC_e^2}=\dfrac{1-0.2}{K(0.2)^2}=\dfrac{20}{K}$ 로 구해진다.
PFR은 2차반응 설계식  $\tau_{PFR}=\dfrac{1}{K}\left(\dfrac{1}{C_e}-\dfrac{1}{C_0}\right)$ 에서  $\tau_{PFR}=\dfrac{1}{K}\left(\dfrac{1}{0.2}-1\right)=\dfrac{4}{K}$ 이다.
유량이 같으므로 부피비는 체류시간비와 같아  $\dfrac{V_{CFSTR}}{V_{PFR}}=\dfrac{20/K}{4/K}=5$ , 즉 5:1이 된다.

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