民國114年 地方三等 化學工程 反應工程及單元操作
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題目
⑶比較上述兩種反應器的體積，說明那一種設計較有利於該反應之進 行與放大。（3 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、體積比較：PFR所需體積約46.2 L，CSTR約100 L，CSTR/PFR≈2.16。就相同進料與轉化率而言，PFR所需體積明顯較小，設備投資與占地通常較省。
- 二、原因分析：一級反應速率隨A濃度下降而降低。PFR沿管長維持較高平均濃度，反應速率較高；CSTR立即稀釋至出口濃度0.25 mol/L，整槽都在較低速率下操作，故需較大體積補償。
- 三、放大考量：PFR可以增加管長、並聯管束或模組化放大，停留時間分布窄，放大後選擇性較易維持；但須注意壓降、熱點與清洗。CSTR放大則受混合死區、熱傳面積及停留時間分布變寬限制，常以多槽串聯改善。
- 四、結論：對本例正級數一級反應，PFR較有利，兼具較小體積與較高單位體積產能。若反應放熱強烈、含固體或需精確pH與溫度控制，則可改用CSTR或CSTR串聯，並以總體積與操作穩定性綜合評估。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。