연속반응기의 반응 (CSTR PFR RTD) 촉매 반응기 설계

소개

Tubular reactor 와 continuous stirred tank reactor를 이용하여 반응 속도상수를 결정한다.
관형반응기, 연속교반 탱크반응기 (CSTR), 관형반응기(PFR)등의 소개및 반응에 예를 통해 이해를 돕는다.

목차

없음

본문내용

•Tubular Reactor(관형 반응기)
관형반응기란, 가늘고 긴 직관, 코일 모양 또는 U자형 곡관의 한쪽 끝에서 반응
원료를 공급하고, 다른 끝으로 반응생성물을 유출시키는 형식의 반응장치이다.
가열·냉각은 관의 외부에 장치한 자켓 또는 외관에 의하거나, 또는 관을 가열로
속에 장치한다. 반응유체의 흐름이 피스톤 흐름에 가까워서 체류시간의 불균형이
없고, 연차반응 등에 의한 지나친 부반응을 방지할 수 있다. 기계구조가 단순하고
내압구조를 쉽게 만들 수 있으며 전열면적을 잡기가 쉬우므로 온도조절이 쉽고,
심한 반응열의 제거나 급격한 가열·냉각이 가능하다. 또 처리능력이 크며 용량을
바꾸기 쉽지만 긴 반응시간이 필요한 경우에는 장치의 규모와 압력손실이 너무
커지는 결점이 있다. 석유의 열분해 반응 등에도 이용된다.②
또한 관형반응기는 속도분포가 없고, 흐름의 단면에 전체 유체요소가 같은 속도로
흐르는 관형반응기(PFR 또는 플러그 흐름반응기)에 관하여 생각한다. 플러그 흐름은
가상적인 흐름이지만, 레이놀즈수가 큰 공간내의 난류 및 촉매충전반응기에서의
흐름은 플러그흐름으로 근사되는 경우가 많다.③



●CSTR과 PFR 의 장단점 비교
C S T R
P F R
장 점
•유독물질이 순간적인 포기조 내로
완전혼합되므로 충격부하에 강하다.

•포기조내 높은 MLSS 유지 및 DO
공급이 가능함.
•유기물 제거 효율이 높아 동일한
제거효율을 얻기 위한 포기조 소요
용량이 적음.
•부하변동에 대하여 점감식 포기법.
계단식 포기법 등으로 대처할 수 있음.
단 점
•동일한 용량의 PFR 보다 처리효율이 낮음.
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참고자료

· ① 화학반응공학 / 희중당 / H.scott.fogler / 1994 / p10~30
· ② http://www.encyber.com/search_w/ctdetail.php?masterno=18456&contentno=18456
· ③ 화학반응공학 / 설수덕 / 대영사 / 1997.9.8 / p155
· ④ 화학반응공학 / (주)사이텍미디어 / octave levenspiel / 2000 / p350~378
· ⑤ 화학반응공학 / 설수덕 / 대영사 / 1997.9.8 / p166~167
· ⑥ 화학반응공학 / FOGLER / 희중당 / 1989.2.20 / p206
· ⑦ 화학반응공학 / 설수덕 / 대영사 / 1997.9.8 / p155~157 , p167~168
· ⑧ 분석화학 /김강진외 3명/ 자유아카데미 / p174~175