[화공실험]기체흡수 실험 결과레포트

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험결과 및 고찰
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 서론
1.1 실험 개요
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 충전 탑 설계의 기본 사항을 이해한다.

Ⅱ. 이론
2.1 실험이론
그림 6.1에 나타낸 충전 흡수탑에서 대상부피(점선 부분)에 대한 정상상태 물질 수지는 다음과 같다.
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 재정리하면, 탑 내 임의의 지점에서 x와 y의 관계를 나타내는 다음 식을 얻는다.
식 (3)을 기체 흡수에서 조작선 식(operating 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 기체혼합물에 대해서는 유량 변화의 영향을 무시하고 보통 평균 유량을 사용하여 설계한다.
그림 6.2와 같이, 단면적이 S인 충전층의 탑 상부로부터의 Z의 거리에 높이가 dZ인 미소부분에서 기체의 농도가 희박할 경우 흡수농도 dn_A [mol/h]는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
여기서 a는 충전층 단위부피당 기-액 접촉면적[m^2/m^3]을 나타낸다. K_y a와 K_x a는 각각 기상과 액상에서의 총괄 용량 계수 [mol /m^3 h]라고 한다. y^*는 조성이 x인 액상과 평형상태에 있는 기상의 조성, x^*는 조성이 y인 기상과 평형상태에 있는 액상의 조성으로 Henry 상수를 이용하여 구한다.
탑 내에서 V, L 및 용량계수가 일정하다가 가정하고, 식 (4)를 적분하면 다음과 같다.

참고자료

· McGraw-Hil, warren L.MCCABE, 이화영 역, ‘단위조작’ 제 7판, 2005
· J.RICHARD ELLIOTT, 강춘형 외 5명 옮김, ‘화공열역학’, 제 2판, 카오스북 p390-395, p467-469
· 세화 편집부, ‘화학대사전’, 기액 평형, 2001