화학공학실험 | Plug Flow Reactor - TUBULAR FLOW REACTOR

 

 

 

TIP

 

 

TUBULAR FLOW REACTOR 안에서 CH₃COOH와 NaOH의 반응을 온도와 유량의 변화에 따른 conversion의 변화 측정한다. 그리고 이 conversion의 변화로부터 반응속도상수를 구해서 반응속도식을 구한다.

 

 

 

대표적인 연속 이상 반응기의 모델에는, 관형반응기 (Plug Flow Reactor) 와 연속 교반 탱크형 반응기 (CSTR : 연속 반응기)가 있습니다. 관형반응기는, 그 생긴 모양이 관 모양이어서가 아니라, 반응기 안에서의 물질의 흐름이 관에서의 흐름과 같은 반응기입니다. 즉, 반응기에 도입된 물질의 흐름이 축 방향 혼합 없이 방사방향만의 혼합이 일어나며 흐르는, 「플러그 흐름」인 반응기인 것입니다. 그래서 플러그 흐름 반응기 (Plug Flow Reactor : PFR)라고도 합니다. 이 때 상태 (온도, 조성, 유속)는 한 단면에서는 일정하다고 보며, 입구로부터의 거리에 따라서는 연속적으로 변하게 됩니다.

 

 

 

실험 방법

1. 준비 작업

1) 장치의 좌측 전기 조작 판넬 위의 모든 S/W가 off상태에 있나 화인하다.

 

2) 장치에 전원을 공급하여 주기 위하여 220V 용량의 전선으로 배선된 콘센트에 장치에 달린 플러그를 연결한다. 온도 조절기 밑의 S/W를 눌러보면 수치가 나타납니다. 이는 현재 항온수조내의 온도다. 온도지시계 밑의 누름 S/W를 눌러보아 지시계의 수치가 현재의 온도를 가르키는지 확인한다.

 

3) 장치 좌측의 물 공급탱크로 증류수를 부어 항온조 내로 물을 받는다.(감겨있는 관 전체가 잠기는 수위까지)

 

4) 관형 반응기 내 온도 설정은 전면에 있는 항온조 콘트롤러에 의해 설정을 한다.

 

5) 반응기내의 온도, 유량 등의 조건 설정을 한다.

 

6) 예열장치의 온도설정을 전압조절기로 한다.

 

7) 반응기로 공급되는 반응물질의 공급조건

 

8) 조작 패널 위의 Feed Pump S/W (A)를 올려준다. 유량계를 통하여 공급되는 것을 확인한 후, 공급이 안정되면 유량계의 손잡이로 조절합니다. (B)의 S/W를 누르고 마찬가지로 유량을 조절합니다.

 

2. 시료 공급

1) 시료 탱크의 콕을 열어 놓는다.

 

2) 반응기내로 시료를 공급하면서 예열장치의 온도를 설정한다.

 

3) 예열장치의 온도설정은 전면에 있는 항온조 콘트롤러에 의해 설정을 한다.

 

4) 펌프의 전원을 켠다.

 

5) 밸브를 조절하여 원하는 유량으로 조절한다.

 

3. 실험 방법

1) 기기를 작동시킨 후 온도에 변수를 둔다.

 

2) 측정하고자 하는 유량으로 밸브를 조절하여 맞춘 후, 시료가 관으로 흘러들어가게 한다.(각 시료의 유량은 똑같이 맞춘다.)

 

3) 반응 후 관 밖으로 배출되는 시료를 20㎖를 취하여 0.1M HCl 10㎖와 혼합한다.

 

4) 페놀프탈레인 용액을 넣어 혼합용액의 성질을 알아본다.

 

5) 혼합용액을 0.1M NaOH로 붉은색이 될 때까지 역적정하여 소비된 NaOH양을 측정한다.

 

 

 

[화학공학실험] Plug Flow Reactor - TUBULAR FLOW REACTOR 레포트