[화학공학실험]기체 흡수 측정 예비 보고서

소개글

화학공학실험 보고서로 기체 흡수 측정에 대한 예비 보고서 입니다.

목차

1). 용어정리
① 기체흡수
② 충전탑
③ 충전물(packing). 충전물의 조건
④ 충전물의 조건
⑤ 공극률(porosity)
⑥ 편류(channeling)
⑦ 부하점(loading point)
⑧ 조작선, 평형선
⑨ McCabe-Thiele method

2). 흡수의 원리

3). McCabe-thiele method(MTM)를 이용 이상단수 구하는 방법

4). Henry`s Law

본문내용

⑨ McCabe-Thiele method
기체흡수, 증류, 침출, 액체추출 등의 캐스케이드에서 각 상에 두성분만이 존재할 때, 이상단의 수를 구하는 수단으로 조작선과 평형선을 교대로 이용하면서 도식적으로 계단 하나하나를 그려나가는 방법이다.
이상단수를 알기 위해 조작선과 평형선을 교대로 이용하면서 도식적으로 계단 하나 하나를 그려나가는 법을 McCabe-Thiele method이라고 한다. 그 작도는 탑 양끝의 어느 한쪽에서 시작하며, 일반적으로 마지막 계단이 꼭 종단농도와 맞아떨어질 필요는 없다. McCabe-Thiele method은 물질 수지식을 기본으로 탑 내부의 2성분간의 복잡한 현상을 간단한 직선식으로 만들어 문제를 해결한다. 이때에는 2가지의 가정이 필요한게 되는데, 각 성분의 몰증발열과 액체의 엔탈피를 각각 같다고 본다. 또한 탑 내부에서의 열손실, 혼합열 그리고 액체와 증기의 열변화를 무시한다
그림은 충전탑에 대한 물질 수지를 나타내고 있다. 조성 변화는 미분 연속적이고 탑의 한 지점에서의 물질수지는
Overall balance :
component balance :
양끝 흐름에 대한 물질수지는
Overall balance :
component balance :
흡수탑의 임의의 지점에서의 x, y의 조성을 나타내는 조작선은 다음과 같다. 액상의 몰유량 L은 용질을 흡수하기 때문에 탑 하부로 갈수록 증가하고 기상의 몰유량 V는 탑을 통과하면서 감소하게 되므로 조작선은 약간 구 부러지게 된다. 용해성 기체가 10%이하인 묽은 혼합물에 대해서는 유량 변화는 무시될 수 있다.액체유량이 줄어들면 조작선의 기울기가 감소하게 되고 평형선과 만나게 되는데, 이 때 최대로 가능한 액체의 농도와 최소 로 가능한 액체의 유량을 얻을 수 있다. 하지만, 충전탑의 높이가 무한히 길어지기 때문에, 실제적으로는 액체유량은 최소치보다 크게 설계된다. 액체의 양을 증가시켜 L/V를 크게 하면 탑의 꼭대기를 제외한 어느 지점 에서든 물질전달을 일으키는 구동력이 증가되므로, 탑의 높이는 낮아 지게 되지만 과도한 양의 액체를 사용하게 되면 액체 속의 용질을 제거하기가 어려워진다. 일반적으로 흡수탑의 액체유량은 최소량의 1.1~1.5배 범위 안에 있어야 한다.

참고 자료

- 단위조작 김승재외 2명 동화기술
- 단위조작 Warren L. McCabe외 2명 McGraw-Hill 1993년
- 화학공학실험 인하대학교 화학공학과
- 일반화학 Oxtody외 2명 1997년 청문각
- 단위조작실험 노윤찬, 서교택, 허권, 김홍수 편저 진영사
- http://cyberuniv.unitel.co.kr:8083/class/chem/lesson/chapter5/section3/
- http://www.chemmate.com/chem2/5/5-3-2.htm
- http://hyunam.tnut.ac.kr/~khchoi/mass/