PFR 실험

소개글

화학공학실험 PFR 실험에 관한 Final report 입니다.

목차

1. 서론

2. 이론

3. 장치구성

4. 실험방법

5. 실험결과 및 고찰

5. 결론

5. 참고문헌

본문내용

1. 서론


관류 반응기는 기초 반응공학의 특정 교수 과목을 담당하는 사용자가 광범위한 실험에 사용할 수 있도록 조작되었다. 본 장치에서 다음의 공통적인 3가지의 기본적인 실험을 행할 수 있다.

A. 시간에 따른 반응진척도(전화율)변화 실험
B. 반응속도상수(k)의 온도의존성 실험
C. 체류시간분포실험

2. 이론

대표적인 연속 이상 반응기의 모델에는, 관형반응기(PFR)와 연속 교반 탱크형 반응기(CSTR)를 정할 것이다. 관형반응기라 함은, 그 생긴 모양이 단순히 관 모양이어서가 아니라, 반응기안에서의 물질의 흐름이 관에서의 흐름과 같은 반응기를 말하는 것이다. 즉, 반응기에 도입된 물질의 흐름이 축 방향 혼합 없이 방사 방향만의 혼합이 일어나며 흐르는 <플러그 흐름>인 반응기인 것이다. 그래서 플러그 흐름 반응기(plug flow reactor; PFR)라고도 합니다. 이때 상태(온도, 조성, 유속)는 한 단면에서는 일정하며, 입구로부터의 거리에 따라서는 연속적으로 변하게 된다. 우리는 이제 반응공학 적 측면에서 체류시간 분포, 반응속도, 속도상수를 결정하는 방법을 알아보자. 다음과 같이, 반응차수를 아는 이 성분 반응계를 생각해 본다.

관형 반응기에서의 양론식과 반응속도식을 조합해 보면



여기서 , 이므로, 다음과 같이 바뀐다.

= k τPFR
즉, 반응의 속도식, 반응기로부터의 배출농도 그리고 그 관류반응기의 공간속도만 알면 왼쪽항을 적분하여 속도상수를 알아낼 수 있다. 다른 온도에서의 속도상수(k)는 아래와 같은 아레니우스 식으로 구할 수 있다.

참고 자료

- 화공실험 매뉴얼
- http://blog.naver.com/andlove81?Redirect=Log&logNo=29003436
- http://en.wikipedia.org/wiki/File:Pipe-PFR.svg
- http://civil.colorado.edu/~silverst/cven5534/IDEAL%20PLUG%20FLOW%20REACT
OR.pdf
- 이영우, 김의용, 박융호 공역 ‘화학반응공학’ (LANNY D. SCHMIDT), 한티미디어, 2009