소개글
"기체흡수 예비보고서, 화공실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 실험 목적
3. 실험 이론
3.1. 기체흡수
3.2. 충전탑
3.3. 액체와 기체 간의 접촉
3.4. 충전탑에서의 물질수지 식
3.5. 전달단위 높이(NTU)와 전달단위 수(HTU)
3.6. 충전탑의 온도변화
4. 실험 방법 및 주의사항
5. 예상 결과
6. 결과 및 고찰
7. 결론
8. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
기체 혼합물로부터 특정 성분을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 충전탑에서 액체에 의한 흡수조작이 가장 널리 이용되고 있다. 본 실험에서는 물에 의한 탄산가스의 흡수 실험을 진행하여 물질전달이론과 충전탑 설계의 기본 사항을 이해하고자 한다. 기체 혼합물 중의 가용 성분이 흡수되면서 탑 내부를 이동함에 따라 기상 몰유속은 감소하고 액상 몰유속은 증가하므로, 조작선은 직선이 아닌 곡선 형태를 보이게 된다. 이를 통해 전달단위 수(NTU)와 전달단위 높이(HTU)를 계산하여 기체흡수 조작에 필요한 충전탑의 높이를 산출할 수 있다. 따라서 이번 실험은 기체 흡수 및 충전탑 설계의 기본 원리를 이해하고자 하는 것이 목적이다.
2. 실험 목적
기체 흡수와 충전탑의 원리를 이해하고 혼합기체를 액체와 접촉시켜 특정 성분을 분리하는 과정을 이해하는 것이 이번 실험의 목적이다.
충전탑에서의 물질수지식을 이해하고 온도변화를 측정한 후 액체와 기체 농도 변화를 이용해 전달단위 높이(NTU)와 전달단위 수(HTU)를 계산하는 것이 목적이다.
기체 혼합물로부터 어떤 성분을 분리하는 방법 중 충전탑에서 액체에 의한 흡수조작이 가장 널리 이용되고 있다. 따라서 본 실험에서는 물에 의한 탄산가스의 흡수 실험을 수행하여 물질전달이론과 충전탑 설계의 기본 사항을 이해하고자 한다. 탑 내부에서 기상인 이산화탄소와 액상인 물이 Counter-flow로 지속적으로 접촉하며 흐르면서 농도차이에 의한 구동력으로 이산화탄소가 기상에서 액상으로 이동하게 된다. 이 과정에서 시간에 따른 이산화탄소의 흡수량과 온도변화를 측정하고, 이를 바탕으로 전달단위 수(NTU)와 전달단위 높이(HTU)를 계산하여 충전탑의 설계 parameters를 도출하고자 한다.
3. 실험 이론
3.1. 기체흡수
기체 흡수는 용해성 기체와 불용성 기체가 섞여 있는 혼합물에서 용질기체를 용해할 수 있는 액체에 의해 용해성 기체를 흡수시키는 물질전달조작의 한 종류이다. 기체흡수 기술은 천연가스나 합성가스로부터 CO2와 H2S를 제거하는 데 대표적으로 활용되며, 대부분 오염된 기체로부터 유해가스를 제거하기 위해 여러 공정에서 사용되고 있다.
기체 혼합물의 특정 성분을 분리하기 위해서는 충전탑에서 액체에 의한 흡수조작이 가장 널리 이용된다. 충전탑은 기체와 액체의 접촉을 원활하게 하여 물질전달을 증진시키는 장치로, 충전물을 통해 기상과 액상의 물질 흐름을 이용하여 서로 접촉시킨 후 기상에서 추출하고자 하는 물질을 액상에 용해시켜 흡수시킨다. 충전탑은 가스유량의 변동에도 안정된 흡수효율을 가지고 압력손실이 적다는 이점을 가지고 있다.
충전물은 액체와 기체의 접촉면을 크게 해주며 상 사이 접촉이 원활하게 이뤄지도록 하는 역할을 한다. 이상적인 경우 충전물 꼭대기에서 분배된 액체가 충전물의 모든 표면 위에 얇은 경막을 이루며 일정하게 내려가는 것으로 가정되지만...
참고 자료
단위조작 7th edition, W.L McCabe, McGraw-Hill (2005), (475~490쪽. 그림 18.1, 18.12, 18.15)
Mccabe L. Warren, Julian C. Smith, Peter Harriott, ‘Unit operations of chemical engineering’ (단위 조작), 이화영, 전해수, 조영일 역, McGraw Hill, 2017, P564-566
네이버 지식 백과, http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1064728&cid=40942&categoryId=32391, “ 기체 흡수”, 2018/11/03
