기체흡수 파이널 레포트

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목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험방법
4. 결과 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
기체 혼합물로부터 어떤 성분을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 충전탑에서 액체에 의한 흡수조작이 가장 널리 이용되고 있다. 본 실험에서는 물에 의한 탄산가스의 흡수 실험을 행하여 물질전달이론과 충전탑 설계의 기본 사항을 이해한다.

2. 이론
아래 그림에서 나타낸 충전 흡수탑에서 대상부피(점선부분)에 대한 정상상태 물질 수지는 다음과 같다.
(1) 총괄수지 :
(2) 성분 A : 　

충전 흡수탑의 물질수지 선도

여기서 V는 기상의 몰 유속이고, L은 탑의 같은 지점에서 액상의 몰 유속이다. x와 y는 각각 같은 위치에서 성분 A에 대한 액상과 기상의 조성(몰분율)이다. 식(2)를 다시 정리하면 탑 내 임의의 지점에서 x와 y의 관계를 나타내는 다음 식을 얻는다.
(3)

식(3)을 기체 흡수에서 조작선 식(operation line)이라 한다. 기체 혼합물 중의 가용 성분이 흡수되면서 탑 내부를 이동함에 따라 기상 몰유속 V는 감소하고, 액상 몰유속 L은 증가한다. 따라서 조작선은 직선이 아닌 곡선 형태를 보이게 된다. 가용 성분을 10% 이하 함유하는 기체 혼합물에 대해서는 유량 변화의 영향을 무시하고 보통 평균 유량을 사용하여 설계한다.

충전 흡수탑의 미분 물질수지 선도

충전 흡수탑의 미분 물질수지 선도의 그림과 같이 단면적이 S인 충전층의 탑 상부로부터 Z의 거리에 높이 dZ인 미소부분에서 기체의 농도가 희박할 경우 흡수속도 dnA[mol/h]는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(4)기상:
(5)액상:
여기서, a는 충전층 단위 부피당 기-액 접촉면적[m2/m3]을 나타내며, Kya와 Kxa는 각각 기상과 액상에서 총괄용량계수[mol/m3·h]라 한다. 는 조성이 x인 액상과 평형상태에 있는 기상의 조성, 는 조성이 y인 기상과 평형상태에 있는 액상의 조성으로 Henry 상수를 이용하여 구한다.

참고 자료

McCabe, W. L., J. C. Smith and P. Harriott : “Unit Operations of Chmical Engineering” 7th ed., McGraw-Hill, (2005)
Geankoplis C. J. : “Transpor Processes and Separation Process Principles”, Pearson Education Inc., (2003)
Sherwood T. K. and Pigford R. L. : “Absorption and Extraction”, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, (1952)
Perry ,J. H. Green D. W. and Maloney J. Q. : “Chemical Engineer’s Handbook 6th ed, McGraw-Hill, New York (1984)
Welty, J. R. , Wicks, C. E. and Wilson, R. E. : “Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer”, 3rd ed., John Wiley & Sons, (1984)