CFSTR 반응기에 500L/min의 슬러리가 유입된다. 이 반응기를 … | [토양환경기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

CFSR(연속회분반응기)에서 1차 반응의 정상상태 물질수지식은 $V = \frac{Q}{k} \ln\left(\frac{C_0}{C}\right)$이다. 주어진 조건: 유입유량 Q = 500 L/min, 초기 농도 C₀ = 1200 mg/kg, 최종 농도 C = 50 mg/kg, 반응속도상수 k = 0.25 /min이므로, $V = \frac{500}{0.25} \ln\left(\frac{1200}{50}\right) = 2000 \times \ln(24) = 2000 \times 3.178 = 6356$로 계산되지만, 표준적인 CFSTR 1차 반응식 $V = \frac{Q \cdot \tau}{1} = Q \cdot \frac{C_0 - C}{k \cdot C}$ 또는 $\tau = \frac{1}{k}\left(\frac{C_0}{C} - 1\right)$을 적용하면 $\tau = \frac{1}{0.25}\left(\frac{1200}{50} - 1\right) = 4 \times 23 = 92$ min이고, $V = Q \times \tau = 500 \times 92 = 46000$ L이다. 따라서 필요한 반응조 크기는 46000 L이다.