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 ligevægtsomsætningsgrader for reaktioner 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.
Litteraturhenvisninger:
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 kurserne 28221, 28121 og 28150.
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
