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공학 문제해결/화학공정

【화학공학】Batch Reactor

반응공학에서 가장 먼저 다루는 Batch Reactor에 대해 알아보도록 하겠습니다.


장점

  • 반응이 진행되는 동안 채우거나 비우지 않음

  • 장시간 가동 시 높은 전환율(전화율)을 얻을 수 있음

  • 운전 유용성 (제품1 생산 후 2 생산 가능)

  • 청소가 쉬움

단점
  • 회분당 비용이 많이 듦
  • 생성물의 품질이 고르지 못함

이런 장단점을 가지고 있습니다.

일반적인 몰 수지식입니다.


Batch Reactor는 Input, Output = 0이고, 시간에 따른 축적이 있습니다.


따라서 적분항과 우변만 남게 되고, 

일정 부피에서 반응이 일어나므로 미분방정식을 정리하게 되면



Reactant 에서 Product로 가는 수지식이 위와 같이 정리됩니다.



왼쪽 그래프는 시간에 따른 Reactant의 변화고, 오른쪽 그래프는 시간에 따른 Product의 변화입니다.



몰 수지식을 기반으로 하여 시간, 부피, 전화율 등을 구할 수 있고, Batch Reactor의 경우에는 


시간이 지날수록 전화율이 높아집니다.