[화공실험]기체흡수 실험 결과레포트

Ⅰ. 서론 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 6.1 충전흡수탑의 물질수지 선도 그림 6.1에 나타낸 충전 흡수탑에서 대상부피(점선 부분)에 대한 정상상태 물질 수지는 다음과 같다. (1) (2) 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. (3) 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 6.2 충전 흡수탑의 미분 물질수지 선도 그림 6.2와 같이, 단면적이 S인 충전층의 탑 상부로부터의 Z의 거리에 높이가 dZ인 미소부분에서 기체의 농도가 희박할 경우 흡수농도 는 다음의 식으로 나타낼 수 있다. (4) (5) 여기서 a는 충전층 단위부피당 기-액 접촉면적을 나타낸다. 는 각각 기상과 액상에서의 총괄 용량 계수 라고 한다. 는 조성이 x인 액상과 평형상태에 있는 기상의 조성, 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. (6) 식 (6)에서 적분 값은 무차원으로 전달단위 수,…
식 (6)에…