기체흡수 (Gas Absorption) 레포트

소개

기체흡수 (Gas Absorption) 레포트입니다.
충전탑에서 물을 순환시키고 CO2를 흘려보내 기체흡수 실험을 진행하였습니다. 1차 실험에서 유속은 물 3, 공기 30, CO2 3 L/min으로 설정하였고, 2차 실험에서는 물 8, 공기 30, CO2 3 L/min으로 설정하였습니다.
역적정을 할 떄는 CO2 용액 50ml, 0.1N Ba(OH)2 20ml, 0.1N HCl로 적정하였습니다.

목차

1. 목적

2. 이론
(1) 기체흡수
(2) Operating line
(3) 이중경막설
(4) 이동 단위 수(NTU, N)
(5) 이동 단위 높이
(6) 흡수탑의 높이
(7) 역적정
(8) 헨리의 법칙
(9) 충전탑의 특징

3. 실험 결과
(1) 충전탑 DATA, <표1>
(2) 유체 DATA
(3) 역적정 DATA
(4) 농도 DATA

4. 결과값의 고찰
(1) 물의 유량에 따른 탄산가스의 농도 변화를 표로 작성하고 그래프를 도시하라.
(2) HTU를 구해보고 이론값과 비교하라.
(3) 실험값과 이론값의 차이를 논의해 보라.
(4) 고찰

5. 참고자료

본문내용

1. 목적
① 충전탑에서 기체 혼합물 중 한 성분을 액체에 흡수시켜 액측 경막막용 계수 , NTU, HTU를 구하여 액측 물질 이동과 조작조건과의 관계를 구한다.
② 액측 경막용 계수를 문헌값과 비교, 검토하여 충전탑에서의 가스 흡수의 원리를 이해한다.

2. 이론
(1) 기체흡수
가용성(액체에 녹는)기체와 불용성(inert gas)기체 혼합물에서 가용성 기체를 액체에 용해시켜 분리·제거하는 물질전달 조작을 말한다. 기체의 용해도는 실질적으로 다른 기체의 존재에는 거의 영향을 받지 않는다. (ex: 기체의 오염물 제거, 어항의 물에 산소 주입)

<중 략>

(7) 역적정
시료와 화학양론적으로 반응하는 표준액 A와 또한 A와 화학양론적으로 반응하는 제 2 표준액 B를 준비하고, 우선 시료에 대해 당량점을 넘는 것이 확실한 A의 일정 과잉량을 넣고 충분히 반응시킨다. 이어서 반응의 결과 과잉으로 남는 A를 B로 적정한다. 일종의 간접 적정으로 시료와 A의 반응 속도가 느린 경우나 화학평형에 문제가 있는 경우에 이용된다. 단, 부피 측정 조작을 1회분 증가하므로 약간의 부피 측정 오차가 증가하는 단점이 있다. CO2을 Ba(OH)2와 HCl로 적정하여 농도를 계산하는 과정은 다음과 같다.

<중 략>

(9) 충전탑의 특징
편류현상 : 이상적인 충전탑은 꼭대기에서 한번 분배된 액체가 모든 충전물 표면 위에 얇은 경막을 이루며 계속해서 탑 아래로 흘러 내려가야 한다. 하지만 실제로는 경막이 어떤 곳에서는 두꺼워지고 어떤 곳에서는 얇아져서 액체가 작은 물줄기로 모여 어느 한쪽의 경로를 따라 충전물을 통해 흐른다. 특히, 액체유량이 낮으면 많은 충전물 표면이 건조하게 되며, 기껏해야 액체의 정체경막으로 덮여질 정도이다. 이와 같은 효과를 편류라고하며 커다란 충전탑에서 성능을 나쁘게 하는 주요 원인이 된다.
편류현상은 손으로 쌓는 충전물 탑에서 심한데, 이것이 이런 충전물을 많이 이용하지 않는 주요 이유이다.

참고자료

· 단국대학교 반응현상실험 교재
· Warren L.Mccabe, "Unit Operations of Chemical Engineering, 7ed (McGraw-Hill,)"
· 박창호, 김우식, 정인식, “물질전달 및 분리공정(지인당)”
· 위키피디아, CO2 Henry Constant, https://en.wikipedia.org/wiki/Henry%27s_law