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1[7급 국가직 반응공학] 25년 1회차

등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 순수한 A를 반응물로 비가역 액상 기초반응  $\mathrm{A}\rightarrow\mathrm{B}$ 를 진행할 때, A의 전환율이 0.5이다. A의 전환율을 높이기 위해, 두 번째 CSTR을 직렬로 연결하여 동일한 온도와 부피유량으로 같은 반응을 진행할 때, A의 총괄 전환율은 0.8이다. 두 번째 반응기 부피는 첫 번째 반응기 부피의 몇 배인가?

0.5

1.5

해설

두 번째 반응기 부피는 첫 번째의 1.5배이다.
1차 반응 CSTR:  $k\tau=\dfrac{C_{\mathrm{in}}}{C_{\mathrm{out}}}-1$ 
첫 반응기:  $k\tau_1=\dfrac{1}{0.5}-1=1$ 
두 번째:  $k\tau_2=\dfrac{0.5}{0.2}-1=1.5$ 
유량·온도가 같으므로  $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{\tau_2}{\tau_1}=1.5$ 
두 번째 반응기는 농도  $0.5C_{\mathrm{A0}}$  에서 시작하므로, 총괄 전환율 0.8 을 출구 농도  $0.2C_{\mathrm{A0}}$  로 환산해 대입해야 한다.

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