지식나눔

CSTR 반응기 같은 반응기에 대해 궁금합니다.

CSTR 같은 화학 반응기 종류가 몇가지 있던데요, 종류와 사용법, 그리고 어떻게 응용을 하는지 등 기본적인 사항이 궁금합니다. 책에서 본 것 같은데 가물가물해서요.... 감사합니다.
  • 반응기
  • reactor
  • CSTR
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답변 1
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    윤정호님의 답변

    >CSTR 같은 화학 반응기 종류가 몇가지 있던데요, >종류와 사용법, 그리고 어떻게 응용을 하는지 등 >기본적인 사항이 궁금합니다. >책에서 본 것 같은데 가물가물해서요.... > >감사합니다. > 개념적으론 CSTR 의 서로 다른 종류란 존재하지 않습니다. 제목이 의미하듯 완전 교반되는 연속식 반응기라면 뭐든지 CSTR 에 속합니다. 회분식반응기(Batch Reactor) 가 비정상상태 운전이 되는것에 반해 CSTR 은 정상상태 (Steady-State) 를 설계가정하고, 연속공정을 위해 반드시 한개이상의 입력(Feed) 과 한개이상의 출력(Product) 를 가집니다. 그리고 탱크내에서 조건 (온도,압력,조성) 은 위치에 무관하여 같습니다. 실제론 물론 그렇지 않습니다만 개념적으론 그렇다는겁니다. 따라서, 교반의 효율성이 설계에 매우 중요합니다. 하지만 대개 경우, 설계는 완전교반을 가정하지요. 대개 CSTR 을 설계한다함은 그 크기를 결정한다는 의미입니다. 주어진 throughput 조건이나 product 조건을 만족하면서 반응식과 상수가 주어진다면 반응기 크기가 어떻게 되어 할것인가 하는것이죠. 그렇다보니, 반응기내의 체류시간이 곧바로 그 크기와 관련되고요.. 결국 체류시간을 결정하는것이 바로 크기를 결정하는것과 같습니다. 사용법이란 말씀대로 입력과 출력을 잘 조절해야 하는것이고요. 레벨콘트롤이 잘 이루어진다면 사용법이 특별하지는 않습니다. (말처럼 쉬운게 아닐테지만 개념적으로 그렇다는겁니다) 응용면에서, 교과서에 나오는 이야기처럼 생각보다 그렇게 많이 이용되는 반응기 형태는 아닙니다. 완벽한 교반이 일단 쉽지 않은 것이 가장 큰 이유입니다. 이론적으로 연속적으로 연결된 CSTR 은 Pipe 또는 Column 의 특성과 거의같거나 동일하기에 실제적으로 연속반응이 필요한 곳에는 column 형태의 반응기가 사용되지요. 물론 그런 경우는 완벽교반은 아예 생각하지 않게 되지요.아참 환경 수처리분야에서 CSTR 형태의 반응기가 사용됩니다. 침출수 처리라던가 하는 곳에서 단위 화하, 생물학처리가 필요한곳에서 CSTR 형태의 반응기로 연속공정을 합니다. 이상입니다.
    >CSTR 같은 화학 반응기 종류가 몇가지 있던데요, >종류와 사용법, 그리고 어떻게 응용을 하는지 등 >기본적인 사항이 궁금합니다. >책에서 본 것 같은데 가물가물해서요.... > >감사합니다. > 개념적으론 CSTR 의 서로 다른 종류란 존재하지 않습니다. 제목이 의미하듯 완전 교반되는 연속식 반응기라면 뭐든지 CSTR 에 속합니다. 회분식반응기(Batch Reactor) 가 비정상상태 운전이 되는것에 반해 CSTR 은 정상상태 (Steady-State) 를 설계가정하고, 연속공정을 위해 반드시 한개이상의 입력(Feed) 과 한개이상의 출력(Product) 를 가집니다. 그리고 탱크내에서 조건 (온도,압력,조성) 은 위치에 무관하여 같습니다. 실제론 물론 그렇지 않습니다만 개념적으론 그렇다는겁니다. 따라서, 교반의 효율성이 설계에 매우 중요합니다. 하지만 대개 경우, 설계는 완전교반을 가정하지요. 대개 CSTR 을 설계한다함은 그 크기를 결정한다는 의미입니다. 주어진 throughput 조건이나 product 조건을 만족하면서 반응식과 상수가 주어진다면 반응기 크기가 어떻게 되어 할것인가 하는것이죠. 그렇다보니, 반응기내의 체류시간이 곧바로 그 크기와 관련되고요.. 결국 체류시간을 결정하는것이 바로 크기를 결정하는것과 같습니다. 사용법이란 말씀대로 입력과 출력을 잘 조절해야 하는것이고요. 레벨콘트롤이 잘 이루어진다면 사용법이 특별하지는 않습니다. (말처럼 쉬운게 아닐테지만 개념적으로 그렇다는겁니다) 응용면에서, 교과서에 나오는 이야기처럼 생각보다 그렇게 많이 이용되는 반응기 형태는 아닙니다. 완벽한 교반이 일단 쉽지 않은 것이 가장 큰 이유입니다. 이론적으로 연속적으로 연결된 CSTR 은 Pipe 또는 Column 의 특성과 거의같거나 동일하기에 실제적으로 연속반응이 필요한 곳에는 column 형태의 반응기가 사용되지요. 물론 그런 경우는 완벽교반은 아예 생각하지 않게 되지요.아참 환경 수처리분야에서 CSTR 형태의 반응기가 사용됩니다. 침출수 처리라던가 하는 곳에서 단위 화하, 생물학처리가 필요한곳에서 CSTR 형태의 반응기로 연속공정을 합니다. 이상입니다.
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