화공기사 실기 필답형 - 흡수(Absorption)

1. 흡수(Absorption)

 - 혼합기체 중에서 한 성분을 액에 흡수시켜 분리하는 조작

 

2. 흡수장치

- 액과 기체를 접촉시키는 방법에 따라 나눌 수 있다.

1) 기포탑 (Bubble Tower)

 - 강하하는 액으로 밑에서 기체를 상승공급하여 향류 접촉하도록 하는 탑

2) 액저탑 (Spray Tower)

 - 상승하는 기류 중에서 액이 분산하며 강하하여 흡수가 일어나게 하는 탑

3) 충진탑 (Packed Tower)

 - 충진물질을 채워 접촉면적을 크게 한 탑

 

 

 

 

3. 흡수속도를 크게 하기 위한 방법

1) 총괄기상,액상계수(KL, KG)를 크게 한다.

 

2) 접촉면적 및 접촉시간을 크게 한다.

 

3) 농도차나 분압차를 크게한다.

 

 

 

 

4. 충진탑(Packed Tower)

충진탑(Packed Tower)의 구조

1) 충진탑의 특징

① 편류(Channeling)

 - 액이 한곳으로만 흐르는 현상

 

 - 액체가 충진물 표면 위에 얇은 경막을 이루며 탑 아래로 흘러가야 하는데 실제로는 경막이 어떤 곳에서는 두껍고 어떤 곳에서는 얇아져서 액체가 충전물 어느 한쪽으로 흐르는 것

 - 편류 방지방법

ⓐ 탑의 지름을 충진물의 8 ~ 10배로 한다.

ⓑ 충진물을 불규칙하게 충전한다.

ⓒ 액체 재분배기를 설치한다.

 

② 부하속도 (Loading Velocity)

 - 기체의 속도가 증가하면 탑 내의 액체유량이 증가한다. 기체속도가 증가하면 압력손실이 급격히 커지고 탑 내의 액체의 정체량이 증가하며 액체의 이동을 방해하는 점이 발생한다. 이를 부하점이라 하고 이때의 속도를 부하속도라 한다.

③ 왕일점 (Flooding Point)

 - 기체의 속도가 아주 커서 액이 흐르지 않고 넘치는 점 (향류조작 불가능)

 - 기체가 거품상으로 강하액을 밀어올려 충진물의 상단은 액체층으로 덮이고 배출기체는 비말동반(entrainment)만을 일으킨다.

 

 

 

2) 충진물의 종류

1. 라시히 링(Rasching Ring)	2. 레싱 링(Lessing Ring)	3. 십자간격 링(Cross-partion Ring)
4. 사이클로헬릭스 링(Cyclohelix Ring)	5. 폴 링(Pall Ring)	6. 인터록스 새들(Intolox Saddle)
7. 벌 새들(Berl Saddle)

 

 

3) 충진물의 조건

① 비표면적이 클 것

② 화학적으로 안정할 것

③ 값이 싸고 구하기 쉬울 것

④ 공극률이 클 것 (큰 자유부피를 가질 것)

⑤ 가벼울 것

⑥ 기계적 강도가 클 것

 

 

 

 

 

5. 충진탑의 높이 결정

1) HETP(Height equivalent to theoretical plate, 이론단의 상당높이)

 - 충진탑에서 1개 이론단의 상당높이

 

충진탑이 높이(Z)