Opgave nr. 1 (vgt 33,3 %)

Nitrogenpentoxid dekomponerer iflge reaktionen

Denne reaktion er frste orden og har hastighedskonstanten k. Mlte reaktionshastigheder mellem 273 K og 338 K er givet i nedenstende tabel:

T(K)	273	298	308	318	328	338
k(s -1)	7.87x10-7	3.46 x10-5	13.5 x10-5	49.8 x10-5	150 x10-5	487 x10-5

1.1

Bestem den preksponentielle faktor A og aktiveringsenergien E_a for reaktionen.

1.2

Nitrogenpentoxid er en ustabil og potentielt farlig oxidant, og det nskes at designe en plug-flow reaktor, hvor der kan opns 95% nedbrydning til NO₂ og O₂. Reaktoren skal opereres ved atmosfrisk tryk og 338 K. Fdestrmmen vil best af ren pentoxid og vil have en strrelse af F_A0 = 1.0 mol/s.

Opstil en stkiometrisk tabel for plug-flow reaktoren.

1.3

Find det volumetriske gasflow (m³/s) ind og ud af reaktoren ved pgldende temperatur og tryk. Bestem udgangssammenstningen (molfraktion) fra reaktoren.

1.4

Hvor stor en reaktor (m³) er ndvendig for at opn den nskede omdannelsesgrad?

1.5

Virksomheden er i tvivl om, hvilken reaktortype de skal anvende i processen. Beskriv kort fordele og ulemper ved de tre reaktortyper (batch, PFR, CSTR) i forbindelse med en industriel nedbrydning af pentoxid, som her er et biprodukt ved en kontinuert proces, hvorved der produceres et af virksomhedens hovedprodukter. Det er ikke ndvendigt at foretage beregninger.

1.4 Hvor stor en reaktor (m3) er ndvendig for at opn den nskede omdannelsesgrad?

1.4 How big a reactor (m3) is needed to achieve the most conversion?