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1[7급 국가직 반응공학] 21년 1회차

부피가 250 L로 동일한 두 개의 연속교반탱크반응기(CSTR)를 직렬로 연결하였다. 순수한 반응물  $A$ 를 부피유량 25 L min^-1로 주입하여  $A \xrightarrow{k} B$ 인 액상 기초반응을 진행할 때, 두 번째 반응기 출구에서  $A$ 의 전환율은? (단, 반응속도상수  $k = 0.1\,\mathrm{min^{-1}}$ 이다)

0.5

0.75

0.85

0.9

해설

두 번째 반응기 출구의 전환율은 0.75이다.
각 반응기 공간시간:  $\tau=250/25=10\,\mathrm{min}$ ,  $k\tau=1$ 
1차 CSTR 한 단:  $\dfrac{C_{A1}}{C_{A0}}=\dfrac{1}{1+k\tau}=\dfrac{1}{2}$ 
두 단:  $\dfrac{C_{A2}}{C_{A0}}=\dfrac{1}{4}$ ,  $X=0.75$ 
0.5: 첫 번째 반응기 출구까지만 계산한 값이다.
0.85: 같은 총부피의 PFR 값( $1-e^{-2}\approx0.86$ )에 가까운 값으로, CSTR 직렬과는 다르다.

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☆☆☆ 완전혼합형이며질량불변의법칙을적용해호수의물질수지식을작성하시오.1차반응이며k를반응속도상수로한다.또한,기준성분질량변화량=유입량-유출량-반응량이다수질환경기사 필답 서술형(101~137)

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