크기가 같은 plug flow 반응기(PFR)와 mixed flow 반… | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

차수가 2인 반응이므로 플러그흐름반응기를 앞에 두고 혼합흐름반응기를 뒤에 잇는 직렬 배열이 전환율이 가장 크다.
차수가 1보다 크면 농도가 높을수록 반응속도가 급격히 커진다. 따라서 농도가 가장 높은 입구 쪽은 농도를 그대로 유지하며 흐르는 플러그흐름반응기가 맡고, 농도가 이미 낮아진 뒤쪽을 즉시 희석되는 혼합흐름반응기가 담당해야 손실이 적다.
부피가 같은 두 반응기를 $k=1,\ C_{A0}=1,\ V/u_0=1$ 로 두고 $-r_A = C_A^2$ 를 풀면 차이가 그대로 드러난다.
플러그흐름반응기를 먼저 두면 중간 농도 0.5를 거쳐 최종 $C_A = \dfrac{-1+\sqrt{3}}{2} \approx 0.366$ 으로 가장 낮다.
혼합흐름반응기를 먼저 두면 중간 농도 0.618을 거쳐 최종 $C_A \approx 0.382$ 가 남는다.
두 반응기를 병렬로 놓고 공급을 절반씩 나누면 두 출구가 0.333과 0.5로 갈려 합류 농도가 약 0.417로 가장 나쁘다.
세 값이 서로 다르므로 연결 방법과 순서에 상관없이 전환율이 같다는 설명도 성립하지 않는다.