충전답에서의 기체흡수실험

소개글

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목차

Abstract
1. 서론
2. 이론
2.1 헨리의 흡수 법칙
2.2 기체흡수(Gas absorption)
2.3 압력강하
2.3.1 Loading Point (부하점)
2.3.2 Flooding Point
2.4 전달단위계수 및 전달단위높이
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 검토
4.1 유속변화에 따른 압력차
4.2 유속변화에 따른 CO2의 흡수량
5. 결론
6. 사용기호
※ 참고문헌

본문내용

2.3 압력강하
유체 마찰에 의해 압력 강하가 발생되게 된다. 압력강하로 인하여 기체와 액체의 흐름에 변화가 나타나며 그에 따른 현상은 아래와 같다.

2.3.1 Loading Point (부하점)

공급해주는 기체에 의해 아래로 흐르는 액체는 정지 할 수 있다. 이로 인해 액체의 체류량이 증가하기 시작하는 점을 말한다. 이로 인해 압력강하의 곡선의 변화가 일어난다.

2.3.2 Flooding Point

충전탑으로 들어가는 기체의 유량이 계속 증가하게 되면 국부적인 영역에서 액체의 흐름이 정체되게 된다. 정체가 된 액체는 유량이 큰 기체를 따라 올라가면서 탑 위로 범람을 하게 된다. 실제 조업에서는 기체의 유속을 flooding point 의 1/2 로 설정하고 운전을 해야 한다. 이러한 현상들은 기체와 액체의 유속에 따른 압력강하 곡선을 통하여 알 수 있다. 압력강하 곡선의 예는 아래와 같다[2]. (Gy-△P 선이 수직이 되는 점)


Figure 1. Pressure drop in a packed tower for air-
water system with 1-in Intalox saddles




2.4 전달단위계수 및 전달단위높이


Figure 2. A schematic diagram of packed column


Figure 2와 같이 단면적은 S이며 높이 dZ에서의 미소 부피는 SdZ이다. 몰 유량 V의 변화를 무시하면 dZdptj 흡수된 양은 -Vdy이다. 이것은 흡수속도에 미소부피를 곱한 것과 같다.

[Eq. 1]

Eq.1의 식을 재정리하면 Eq.2 로 정의 된다. [Eq. 2]탑높이에 관한 식은 아래와 같은 식으로 쓸 수 있다. [Eq. 3]

Eq.3의 적분치는 증기의 농도변화를 평균 구동력으로 나눈 것으로 전달단위계수(Number of transfer unit, NTU) 라고 한다. Eq.3의 다른 부분은 길이의 단위를 가지며, 한 개 전달단위높이(Height of a transfer unit, HTU) 라고 한다. Eq.3을 다시 정리하면 아래와 같다[2]. [Eq. 4]

3. 실험장치 및 방법

3.1 실험장치

본 실험을 실행하기 위해 사용되어진 흡수장치는 다음 Figure 2에 나타내었다.

Figure 2. A Packed Bed Tower and gas are used to experiment.



3.2 실험방법

탑에 물을 공급하지 않은 상태로 공기 유량을 2, 4, 6, 8, 10 L/min으로 변화시키면서

참고 자료

[1] 서정목·박균형·이철호·강태원·김동선·김진현·최재환, “화학공학실험”, 공주대학교출판부, p26~30(2007).
[2] Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriot, "Unit operation of Chemical engineering" , 7th edition, McGraw Hill Korea, p484~514(2005).