액체물질 A가 플러그흐름 반응기 내에서 비가역 2차 반응 속도식에 의하… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 16년 3회차

액체물질 A가 플러그흐름 반응기 내에서 비가역 2차 반응 속도식에 의하여 반응되어 95%의 전화율을 얻었다. 기존 반응기와 크기가 같은 반응기를 한 개 더 구입해서 같은 전화율을 얻기 위하여 두 반응기를 직렬로 연결한다면 공급속도 F_A₀는 몇배로 증가시켜야 하는가?

0.5

1.5

해설

2차 반응이 진행되는 PFR의 설계식은  $k\tau C_{A0} = \dfrac{X}{1-X}$  형태이며, 전화율이 같으면 이 값은 반응기 크기와 무관하게 일정하다.
기존 반응기 하나(부피 V, 공급속도  $F_{A0}$ )로  $X=0.95$ 를 얻었다면  $k\dfrac{V}{F_{A0}}C_{A0} = \dfrac{0.95}{0.05}=19$  이다.
동일한 반응기를 직렬로 하나 더 연결해 전체 부피가 2V가 되어도 같은 전화율(같은 값)을 유지하려면  $V/F_{A0}$ 가 그대로 유지되어야 하므로, 부피가 2배가 된 만큼 공급속도도 2배로 늘려야 한다.

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