反応器（cstrとpfr)の必要体積の比較の問題【反応工学の問題】 ここでは、反応工学の中でも反応器であるcstr（連続槽）、pfr（管型押し出し流れ反応器）の種類と設計に関する以下の内容を解説していきま … 反応タンクには、「押し出し流れ反応タンク」および「完全混合反応タンク」があり、前者（押し出し反応タンク）では、 無酸素ゾーン を設け、後者（完全混合反応タンク）では、 無酸素時間 を設けて脱窒を行い、硝化で処理されたアルカリ度を回収し、処理水のpH低下を抑制します。 押し出し流れ反応器（体積1m3）と完全混合流れ反応器(体積1m3)を直列につなぎました。 流量1m3/h 成分Aの初期濃度1mol/L 速度定数kを1h^-1 とすると出口のA成分の反応転化率はどうなるでしょうか？ 反応は1次反応過程（-r=kCA）に従います。 1）与えられた速度式を成分Aの変化率xAの関数として表し、xA＝0.70での反応速度の値を求めよ。 2）この反応を完全混合流れ反応槽内で進行させるとき、その操作式を示して、必要な反応槽体積Vc[m^3]を求めよ。 反応器への原料投入と生成物回収の仕方により、反応器は回分式（別名バッチ式）と連続式に大別できる。回分式とは、投入、反応、回収の工程が順番にひとつずつ行われ、それらをセットとして回数として数えられる反応器である。実験室における多くの反応器、フラスコやビーカーはこれに当たる。一方、連続式とは、投入、反応、回収を全て同時に行い、操作に途切れ目のない反応器である。卑近な例で説明をすると、バス … じ反応率でも押し出し流れ、完全混合流れ、非均一流 れの順にRの選択率が低下していることが分かる。 Fig. 反応器内の流体の流れには、完全混合流れ (Complete Mixing Flow) と押し出し流れ (Plug Flow Reactor) の2つの理想的なモデルが存在する。 完全混合流れ は、反応器内の成分が完全に均一であり、供給した 原料 が一瞬の時間も置かず均一な状態へ混合されるモデルである。 逆混合がおこり易く,気泡塔などではガス流速がある程 度以上大きくなれば液の流れはほぼ完全混合流れと見な しうる。このような場合,も し気泡群の流れを押し出し 流れと近似できるときには,移 動単位数として次式 (6) *昭 和38年2月7日 受理 3 Effect of liquid mixing on a reaction 3) 反応装置の場合にはそれぞれ、押し出し流れ反応器( plug flow reactor, PFR )、完全混合槽型反応器( continuous stirred tank reactor, CSTR )とよぶ。 押し出し流れは装置内の流れ方向に流体の混合･拡散がなく､また流れと直角方向に均一な速度を持つ流れである． 2.3 完全混合槽列モデル 現実の反応槽は完全混合槽モデルでも押し出し流れモデルでもない流れの状況を呈する． 完全混合槽列モデルは，実際の反応槽を連続した多数の小さい完全混合槽で近似するモデ ルである． 流入 流入 流出 流出
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