문제 #26881

Question

유기물의 감소반응이 2차반응(Vc= -KC ^2 )이라 할 때 반응 후 초기농도(Co=1)에 대하여 유출농도(Ce = 0.2)가 80% 감소되도록 하는데 필요한 CFSTR(완전혼합반응기)와 PFR(플럭흐흠반응기)의 부피비는?(단, CFSTR의 물질수지식 : O=QCo – QCe – VKCe ^2 (정상 상태), PFR은 정상상태에서 의 식으로 표현)

Accepted Answer

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 2차 반응을 따르는 유기물 감소 반응에서, 동일한 처리 효율(80% 감소)을 달성하기 위해 필요한 CFSTR과 PFR의 부피비를 비교하는 문제입니다. 핵심 개념은 각 반응기에서의 물질수지식을 이해하고, 주어진 농도 감소 조건에 맞춰 각 반응기 부피를 계산한 후 그 비를 구하는 것입니다. 1. **CFSTR (완전혼합반응기):** 정상 상태 물질수지식 $QCo – QCe – VKCe^2 = 0$ 에서 $V_{CFSTR}$를 구합니다. 2. **PFR (플러그흐름반응기):** 정상 상태 물질수지식 $\frac{dC}{dL} = -\frac{K}{v}C^2$ 를 적분하여 $V_{PFR}$를 구합니다. 3. **부피비 계산:** 계산된 $V_{CFSTR}$와 $V_{PFR}$의 비를 구하면 5:1이 됩니다. 따라서 정답은 **1번 CFSTR : PFR = 5 : 1** 입니다.

문제 1