증류탑실험 최종보고서

소개

화학공학 실험 및 설계 증류탑실험 최종보고서

목차

1. Title
2. Date
3. Section & Name
4. Abstract
5. Principle
6. Data & Result
7. Discussion
8. Reference

본문내용

(1) Object of the experiment

증류탑 실험을 통해 증류의 기본원리를 습득하며, McCabe-Thiele법을 이용하여 이론단수 및 단효율을 계산하고, 최적 환류비를 통해 실제 조업조건을 이해한다.

<중 략>

-이상단에서의 증류

단증류는 일반적으로 성분의 분리도가 대단히 나쁘다. 따라서 단증류를 직렬로 연결하면 각 단계에서 발생하는 증기는 다음 단계로 올라가서 재증류하게 되고 이것이 반복되면 분류는 한층 더 좋아진다. 이와 같이 재증류가 한 장치 내에서 동시에 이루어지는 것이 정류탑이다. 물질전달이 일어나기 위해서는 각 단에 들어가는 흐름들이 서로 평형에 있어서는 안 되며 전단에 대한 구동력을 갖기 위해서는 평형상태로 부터 어긋나 있어야 한다.
FEED는 공급단을 통해서 정류탑에 도입되며 재비기(REBOILER)에서 생성된 증기는 두성분간의 휘발도가 크게 다르지 않는한 증기에는 다량의 두 성분들을 포함한다. 이 증기는 탑 상부로 올라가면서 각단(TRAY)에서 비등 액체의 흐름과 충분히 향류 접촉하여 증기중의 고비점 성분은 응축되어 증기 중에는 저비점 성분의 순도도 높아진다. 반대로 액체의 흐름은 증기와 접촉하면서 저비점의 성분은 증기로, 증기층의 고비점 성분을 액화하여 탑하부로 내려 갈수록 고비점 성분이 농축되어진다. 따라서 탑상제품으로 저비점 성분을 탑저 제품으로 고비점성분을 얻을 수 있으며 탑상부에 도입되는 액체의 흐름은 탑상제품을 응축하여 일부를 돌려보내서 사용한다. 이를 환류(REFLUX)라고 한다.n단 바로위의 단은 n-1단이며 바로밑의 단은 n+1단이며 하첨자는 흐름이 시작하는 단을 표시한다. 두 유체의 흐름이 n단으로 들어가고 두 흐름은 그 곳을 나가며 n-1단으로부터 Ln-1 mol/h의 액체흐름과 n+1단으로 부터의 Vn+1 mol/h의 증기흐름이 접촉하게 된다.
증기의 흐름은 V 상이므로 Y로 표시하고, 액체의 흐름은 L 상이므로 X로 표시한다. 따라서 n번째 단을 들어가고 나가는 흐름의 농도는 다음과 같이 표시된다.

참고자료

· ① 단위조작/이화영 외 2인/맥그로우힐/2005/p547-542,p547,p578
· ② 분리공정원리/김선근 외 3인/교보문고/2000/p408-416
· ③ 물질전달 및 분리공정/지인당/박창호/1999/p155-158,p169-178