한신대족보 화학반응공학족보 Environmental Reaction Engineering Exam. 2 (06/11/2007)

한신대족보 화학반응공학족보 Environmental Reaction Engineering.hwp

Environmental Reaction Engineering Exam. 2 (06/11/2007)

(총 92점)

 

1. “회분식 반응기에서 반응시간에 따른 반응물의 농도와 PFR(plug flow reactor)에서 체류시간에 따른 반응물의 농도가 같음”을 물질수지식을 이용하여 증명할 것. (10점)

 

2. 변용회분식(정압 피스톤) 반응기에서 아래의 0차 가스반응이 진행되고 있다.(각 6점)

A → 2B

가스상물질의 조성은 A 70%, B 10%, 불활성물질 20%이며 A의 초기농도는 10 mol/liter 이다. 반응기의 부피가 20% 팽창되는데 1분 소요되었다. 다음을 구할 것. (2005)

ⓐ 반응기 부피가 30% 팽창되었을 때의 A 전환율을 구할 것.

ⓑ 반응기 부피가 30% 팽창되었을 때의 A 농도를 구할 것.

ⓒ 반응속도상수(단위를 정확히 나타낼 것)를 구할 것.

ⓓ 반응기 부피가 30% 팽창되는데 걸리는 반응시간을 구할 것.

3. 다음의 반응에서 CSTR을 이용하여 A전환율이 50% 이었다. (각 6점) (2005)

A → R -rA = k CA

반응기에 주입되는 농도와 유량이 같을 경우 다음에 대하여 답할 것.

ⓐ 처음에 사용한 CSTR ½ 크기의 반응기 2개를 직렬로 연결하였을 경우 A 전환율 ?

ⓑ 처음에 사용한 것과 크기가 같은 CSTR에서 유입되는 유량을 2배로 하였을 경우

A 전환율을 구할 것.

ⓒ 처음에 사용한 CSTR 크기의 PFR을 사용할 경우 전환율을 구할 것.

 

4. 순수한 기체 A(CAo=0.1 mol/liter)를 유입유량 10 liter/hr으로 CSTR(V=10 liter)에 주입 하여 반응을 시키고 있다. 반응은 2A→R 이며 반응후 배출되는 A농도는 0.05 mol/liter 일 경우 반응속도(-rA)를 구할 것. (10점) (105쪽)

 

5. 650 oC, 4.6기압에서 PFR에서 다음의 기체반응이 진행된다. 1차 반응이며, 반응기에 공 급되는 기체 전체는 5 mol/min이며, 가스 조성은 A 50%, 불활성가스는 50% 이다.

A 전환율 60% 도달시키기 위한 반응기 부피(liter)를 구할 것. (10점)

3A → 2B + 3C -rA = (3 min-1)CA R(기체상수)=0.082 atm liter/K mol (2004)

 

6. 아래의 자동촉매반응에서 A와 R에 대하여 각각 1 차반응일 때 반응속도가 최대로 될 때 A와 R 농도를 각각 구할 것.

(time=0에서 CAo=3.5 mol/liter, CRo=0.5 mol/liter) (10점)

A + R → 4R (2005)

 

7. 순수한 A의 기체 공급물(1 mol/liter)이 2 liter 크기의 CSTR에 주입되며 반응은 다음 과 같으며 반응기에 주입되는 농도 CAo = 1.0 mol/liter 이다.

2A → R -rA =(0.05)CA2 mol/(liter․sec)

출구에 전환율이 50%되기 위해서는 반응기에 유입되는 유량(Qo: liter/sec)은 얼마가

되어야 하나? (10점) (2002)

한신대족보 화학반응공학족보 Environmental Reaction Engineering.hwp

0.19MB