교반 반응기의 응답 (CSTR)

목차

1. 목 적

2. 이 론
(1) 반응기 (Reactor)
(2) CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)
(3) CSTR의 기본 공식
(4) 실험에서 사용할 공식 - Macroscopic Mass Balance

3. 실험 장치

4. 실험 방법

5. 실험 결과
(1) 시간에 따른 각 반응의 전도도를 plot한다.
(2) 위의 결과를 종합해 화학반응에 미치는 영향을 고찰해 본다.
(3) 반응기의 종류를 열거하고 그 특징을 간략하게 설명하시오.

본문내용

1. 목 적

연속교반탱크반응기 [CSTR, Continuous Stirred Tank Reactor]의 정확한 작동방법과 두 개 이상으로 연결된 CSTR의 사용 방법을 숙지한다. 또한, 직렬 배열시 염화칼륨(KCl) 용액의 반응에 따른 전도도의 변화를 통하여 농도 변화를 구하고, 주입방법에 단계적 변화를 주었을 때 3개의 탱크의 농도변화의 응답속도 측정, 즉 시간, R.P.M 등의 변화에 따른 각 반응기의 특성과 반응 메카니즘을 이해한다.

2. 이 론

(1) 반응기 (Reactor)
반응기는 화학반응을 일으키기 위한 기구이며, 최적조건으로 화학반응의 최대 효율을 발생시키기 위한 기구이다. 화학 반응은 반응 물질의 농도, 온도, 압력, 시간, 촉매 등에 영향을 받고, 반응장치에 있어서는 물질이동 및 열 이동에 큰 영향을 받기 때문에 이들을 만족하도록 하는 구조형태에 적합한 반응기를 선정하는 것이 중요하다.
형태나 크기는 여러 가지인데, 크게 회분식(batch)과 연속식(continuous)으로 분류할 수 있다. PFR(Plug-Flow Reactor)와 CSTR(Continuous-Stirred Tank Reactor)는 연속식 반응기의 가장 흔한 형태이다.
균일반응을 대상으로 하는 반응기 종류는 형상, 조작법, 온도분포 등의 관점에서 구분 할 수 있다. 불균일 반응의 경우에는 보다 다양한 종류가 있다.
• 형 상 : 교반탱크형(stirred tank), 관형(tubular)
• 조작법 : 회분식(batch), 연속식(continuous), 반회분식(semi-batch)
• 온도분포 : 등온반응기(isothermal), 비등온반응기(non-isothermal)

그림 반응기의 종류

(2) CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)
CSTR은 정상상태(steady-state)에서 작용하는 연속반응기이며 이 때문에 반응기 내부에 축적되는 물질이 없다. 이 반응기는 반응기에 원료가 도입되면 완전히 혼합되어 공간적으로 균일한 상태를 이룬다. 따라서 반응기 내의 모든 점에서 온도와 농도, 반응속도는 동일하며 반응기 배출흐름의 상태는 반응기 안에서의 상태와 같다.

참고자료

· 없음