[자연과학] [화학공학] 충전탑 압력손실 실험

[목 적] 충전탑에서 유체의 유동 조건에 의한 압력손실의 변화를 측정 검토하여 유동특성을 익힌다. [이 론] 1) 충전탑 -용액에 가스를 흡수시키거나, 거꾸로 액속의 가스를 발산시키는 화학장치. 기체와 액체, 액체와 액체 등 이상 사이의 물질이동을 능률적으로 하기 위해서 내부에 충전물을 채운 탑이다. 이상 사이의 접촉면적을 크게하고 각 상의 흐름에 충분한 교란을 주어, 흡수?증류?흡착?추출 등의 물질 이동을 효과적으로 행하게 하는 장치이다. 보통 탑 꼭대기로 부터 충전물에 따라 흐르게 하는 액과 탑 바닥으로 부터 충전물의 간극을 상슬하는 기체를 향류 접촉시키며 병류 시키는 경우도 있다. 2) 충전물 - 충전탑의 성능을 좌우하므로 그 선택이 중요하다. 조건으로서는, 제조가 간단하고 값이 싸며 가스류에 대한 저항이 적고 표면적이 크고 액으로 젖기 쉽고, 중량이 가볍고, 기계적 강도가 충분히 있는 내열성?내식성이 뛰어나다는 것 등이 필요하다. 예전에는 코크스나 파쇄암석 등을 사용하였으며, 증류용에는 금속제 맥마흔 충전물 등도 있다. 그 밖에 스파이럴링, 폴링?인터록스 등이 있다. 탑식 황산?질산 등의 제조공정에서 가스흡수탑으로 사용되는 것이 그 대표적이 예이다. 3) 충전층에서의 압력 강하 기체와 액체의 흐름속도는 충전층에서 압력상하에 영향을 미치며 단위 높이당 압력강하대수치만이 [그림]과 같이 기체 유속의 대수 함수와 같이 plot된다 [그림3.1] 충전탑에서 유체 유속과 압력손실과의 관계 액체 흐름이 없는동안 단위 충전 높이당 압력강하는 column을 통하는 기체 흐름이 난류일 때 기체 흐름 속도의 제곱에 비례한다. 액체 흐름이 없는 젖은 column에 대해서는 기체 흐름에 이용할 수 있는 공간은 감소하고 압력차는 기체 흐름 속도에 비례하고 dry column에서보다 훨씬 높다. 액체와 기체가 향류로 흐를 때 그 영향은 압력차가 증가하고 압력차는 유속의 제곱에 비례하는 …
액체와 기체가 향류로 흐를 때 …