다단식 연속 증류 파이널

소개

"다단식 연속 증류 파이널"에 대한 내용입니다.

목차

1.서론 ---------------------------------------------- 3p
2.이론 -----------------------------------------------3p
3.실험 방법 ---------------------------------------------- 9p
4.결과 및 고찰 ---------------------------------------------18p
5.결론 -------------------------------------------- 22p
6.참고문헌 --------------------------------------------- 23p

본문내용

1. 서론
본 실험에서는 환류 상태에서 이성분계(Methanol-Water)의 연속 정류실험을 행하여 McCabe-Thiele법에 의한 이론단수를 구하고 실험결과와 비교한 총괄 단효율을 알아본다. 정류란 환류를 사용하는 다단식 증류 조작이다.

2. 이론
- 이상단에서의 거동
이상단의 정의에 따라 이상단에서는 그 단을 나가는 액체와 증기가 평형이 된다. 아래의 그림에서 n번째 단과 같은 이상 캐스케이드의 한 개의 단을 생각해 보자. 단들은 위로부터 아래로 번호를 붙이며, 취급하고자하는 단이 위로부터 n번째 단이라고 가정하자. 그러면 이 단 바로 위에 있는 단은 n-1단이며, 바로 밑에 있는 단은 n+1 단이다. 모든 수량에서 하첨자는 흐름이 시작하는 점을 표시한다.
두 개의 유체흐름이 n 단으로 들어가고, 두 개의 흐름은 그 곳을 나간다. n-1단으로부터 액체흐름과 n+1 단으로부터는 증기흐름이 서로 만나서 접촉하게 된다. N-1단으로 증기흐름이 올라가고, 액체흐름이 n+1단으로 내려간다. 증기흐름은 V상이므로 그들의 농도는 y로 표시한다. 액체흐름은 L상이며, 농도를 x로 표시한다.

아래의 그름은 취급하는 혼합물에 대한 기포점 선도를 나타낸다. 위의 4가지 농도를 이 그림에 표시하였다. 이상단의 정의에 의해 n번째 단을 나가는 증기와 액체는 평형이며, 따라서 xn과 yn은 평형농도를 표시한다. 증기는 탑을 올라감에 따라 휘발성이 큰 성분 A가 농축되고 액체는 아래로 내려감에 따라 A를 빼앗긴다. 따라서 두 상에서 A의 농도는 탑의 높이에 따라 증가한다. 즉 Xn-1은 Xn보다 크며 Yn은 Yn+1보다 크다.

단을 나가는 흐름들은 평형이지만 단으로 들어오는 흐름들은 그렇지 않다. 이것은 위의 그림을 보면 알수 있다. ㅜ+1단으로부터의 증기와 ㅜ-1단으로부터의 액체가 충분한 접촉을 갖게 되면 그들의 농도는 화살표로 나타낸 바와 같이 평형상태를 향해 움직이게 된다. 휘발성이 큰 성분 A의 일부는 액체로부터 증발되어 액체농도가 Xn-1로부터 Xn으로 감소하며, 휘발성이 적은 성분 B는 증기로부터 응축하여 증기의 농도가 Yn+1로부터 Yn으로 증가한다.

참고자료

· Mccabe L. Warren, Julian C. Smith, Peter Harriott, ‘Unit operations of chemical engineering’ (단위 조작), 이화영, 전해수, 조영일 역, McGraw Hill, 2017, P563-568
· 두산백과, http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1064728&cid=40942&categoryId=32391, “ 환류”, 2018/10/28