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1[화공기사 필기] 16년 2회차
그림 A, B, C는 mixed flow reactor와 plug flow reactor을 각각 다르게 연결한 것이다. 1차 이상의 반응에서 (A)의 생성물의 양을 X1로 하고 (B)의 생성물의 양을 X2로 하며, (C)의 생성물의 양을 X3로 하였을 때 옳은 것은?
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X1 ＜ X3 ＜ X2
2
X2 ＜ X1 ＜ X3
3
X1 ＜ X2 ＜ X3
4
X3 ＜ X1 ＜ X2
해설
총 부피가 같을 때 1차 이상의 반응에서는 플러그흐름반응기 단독이 전화율이 가장 높고, 혼합흐름반응기만 직렬로 둔 배열이 가장 낮다. 따라서 X1 < X2 < X3이다.
1차 이상이면 반응속도가 농도에 비례하거나 그보다 더 민감하다. 혼합흐름반응기는 유입액이 즉시 출구 농도로 희석되어 반응기 전체가 가장 낮은 농도에서 운전되므로 같은 부피로 얻는 전화율이 작다.
반대로 플러그흐름반응기는 입구의 높은 농도부터 출구까지 농도가 연속적으로 낮아지며 반응하므로 평균 반응속도가 크다. 그림에서 교반조 두 개를 직렬로 놓은 배열이 가장 불리하고, 교반조 뒤에 관형 반응기를 붙인 배열이 중간, 전 부피를 관형 반응기 하나로 채운 배열이 가장 유리하다.
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