이론단수 측정법

소개글

본 레포트는 2성분계 증류에 있어서 이상적 단수를 계산하는 방법에 관하여 고찰한 것이다.

일반적으로 단수이론 계산은 McCabe-Thiele 방법에 의해서 실행되고 있으며, 이방법은 기상과 액상의 평형 조성을 나타내는 “평형곡선”을 기초로 한다. 이평형곡선에서 우리가 일수 있는 정보는 임의의 혼합물이 평형조건에 있을 때, 혼합물을 구성하는 각 성분의 기상 및 액상에서의 평형조성이다.

혼합물을 분리하는 증류탑의 설계에 중요한 조절변수가 단수와 환류비인데, 이러한 최소환류비와 이론단수는 원료 혼합물의 조성과 원하는 순도에 의해 결정이 된다.

그러므로 이 평형곡선만을 이용하여 증류탑을 설계할 경우 분리에 필요한 단수 및 각 단에서의 평형조성은 알 수 있으나, 이론적으로 원하는 순도를 얻으려면 단의 객수가 이론단수 이하가 되면 안되고 이 경우 이론적으로 원하는 순도를 얻을 수 없으며 평형이 이루어지는 각 단의 평형 온도는 알 수 없다.

본 레포트는 다음과 같이 임의의 혼합물에 대하여 각 평형 조성에서의 boiling point를 나타내고 있는 boiling point vs. composition 곡선을 이용하여, 분리에 필요한 이상적 이론단수를 계산하고 이때 각 단의 평형 온도를 구하는 방법에 대해 기술한 것이다.

목차

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본문내용

본 레포트는 다음과 같이 임의의 혼합물에 대하여 각 평형 조성에서의 boiling point를 나타내고 있는 boiling point vs. composition 곡선을 이용하여, 분리에 필요한 이상적 이론단수를 계산하고 이때 각 단의 평형 온도를 구하는 방법에 대해 기술한 것이다.
《증류탑과 이론단수》
화학공정에 있어서 원하는 목적들의 분리는 일반적으로 증류탑을 이용하며, 이 증류탑은 혼합물을 vapor flow와 liquid flow간 향류를 접촉시켜 각 성분간의 농도차를 driving force로 하여 분리조작을 실행한다.
증류를 이용한 분리는 기본적으로 향류 접촉이 충분히 일어날 수 있는 접촉 면적이 필요하며, 이는 증류탑내의 tray(단)에 의해 주어짐으로 임의의 혼합물을 분리하는 증류탑을 설계하는데 있어서, 각 성분을 분리하는데 필요한 이론단수의 단의 객수를 결정하는 것이 기본이 된다.
이러한 증류탑의 이상적 최소단수의 계산은 McCabe-Thiele Method라 불리는 기액평형 곡선을 이용한 계산법을 이용해 왔다.
「기-액 평형곡선과 이론단수계산」
평형을 나타내는 정보에는 여러 가지 종류가 있으며, 이 중의 대표적인 것이 소위 말하는 평형곡선으로, 혼합물의





먼저 모멘트 법에 의한 계산 수식은 아래와 같다.
N =(tR)2/(σt)2=M12/M2
여기서의 M1은 피크의 중심으로 무게중심에서 생긴다. 가우스 봉우리에서는tR과 일치한다. 그러나 가우스의 곡선을 따르지 않는 경우 피크의 중심은 조금씩 상이하게 될 것이다. 이것은 앞 끌기나 꼬리 끌기가 되었을 경우 중심이 이동하는 것이고 이것은 이 시료의 농도의 중심 역시 이동하는 것으로 볼 수 있다. M2는 봉우리의 변화이고 5번의 수식을 따르면 된다.
이 방법은 기준 바탕선(baseline)에

참고 자료

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