At give den studerende et grundlæggende kendskab til kobling mellem kemisk kinetik og design af kemiske reaktorer, således at han/hun bliver i stand til at udføre beregningsmæssige løsninger for reaktionstekniske problemer. Herudover at give kendskab til de vigtigste reaktortyper til homogene, heterogene og bioteknologiske reaktioner og deres anvendelse i industrien.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Redegøre for forskellen mellem hastighedsudtryk for elementarreaktioner og ikke-elementarreaktioner
Forklare virkemåden af de ideale reaktorer: Stempelstrømningsreaktor, kontinuert tankreaktor og ideelt omrørt batchreaktor
Opstille og løse matematiske modeller for de ideale reaktortyper under isoterme forhold for en enkelt reaktion og for multiple reaktioner
Opstille og løse molbalancer for andre reagerende systemer end de tre ideale reaktortyper
Opstille og løse matematiske modeller for bio-reaktorer
Opstille energibalancen for reagerende systemer for en enkelt og for multiple reaktioner med og uden køling
Beregne ligevægtsomsætningsgrad for en enkelt reaktion i isoterme og non-isoterme reaktorer
Redegøre for tilstedeværelsen af multiple stationære tilstande i omrørte reaktorer
Designe reaktorer for optimal og sikker drift
Opstille og løse matematiske modeller for samspillet mellem diffusion og reaktion i porøse katalysatorpiller, herunder beregne effektivitetsfaktor for 1. ordens reaktion
Designe optimal reaktorkonfiguration for reaktorkæder
Kursusindhold:
Kurset behandler: Gas- og væskefasereaktioner i ideale reaktorer, herunder reaktorkæder og recirkulationsreaktorer. Katalytiske reaktioner og samspillet med fysisk transport og kemisk reaktion i katalysatorpartikler. Bioreaktionskinetik og reaktorer. Multiple reaktioner og valg af reaktortype/procesbetingelser. Kobling af energibalance og massebalance for reaktorer.
Opgaver og eksempler illustrerer bl.a. anvendelsen til kemisk, biokemisk og farmaceutisk produktion samt miljøteknik.
Litteratur:
Lærebog: H.S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall, 2006, 4. udgave.
Bemærkninger:
Kurset er et af tre helt nødvendige kemitekniske forudsætningskurser (28020, 28140, 28160) for et kandidatstudium på retningen Kemisk og Biokemisk Teknologi. Det anbefales endvidere, at et bachelorstudium på linjen Kemi og Teknologi derudover indeholder mindst tre af kurserne 28221, 28121(1), 28150(1)og 41650(2). Kurser mærket (1) er procesteknisk orienterede, kurser mærket (2) er orienteret mod produktdesign.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx
