3성분 분리 공정 설계
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- 목차
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목 차
1.초록
2.서론
3. 이 론
1) 흡수의 원리
1-1) 물질수지(material balance)
1-2) 기체-액체의 한계비
1-3) 흡 수 속 도
① 이중경막설
② 물질이동계수
③ 흡수속도
1-4) 탑 높이의 계산
1-5) 전달단위 수
1-6) 추출
※ 다성분 증류의 상평형
※ 가정(assumption)
2 증류의 원리
2-1) 조작선
2-2) 환류비
2-3) 원료공급선
2-4) 평형 곡선
2-5) 최소 환류비
4. 분리공정의 설계방법과 분리장치
1) 평형관계
(1)상대휘발도(Using KDB Correlation Equation)
ⅰ) Ethanol, range (159.05~516.25)
ⅱ) n-Hexane, range (177.84~507.43)
ⅲ) n-Heptane, range (182.56~540.25)
ⅳ) Mean(Comp.A + Comp.B)
ⅴ) (Alpha)
ⅲ) 이를 이용해 평형식을 구하면 다음과 같다.
2) 구하기
3) 탑 높이 구하기
<증류탑>
1) 평형관계 조업온도 100℃
2) 최소환류비 구하기
3) Top Operating line
4) Bottom Operating line
5) 단의 수 구하기 (일정)
5. 분리공정에 대한 해석 및 결과 고찰
6. 결 론
7. 참고문헌
- 본문내용
-
미분접촉 장치에 대한 조작선 식은 단접촉 장치에 대한 식과 유사하게 다음과 같이 된다.
y = (L/V)․x + (Vaya-Laxa)/V
x와 y는 탑 전체의 임의의 부분에서 서로 접촉하고 있는 액체와 기체의 조성을 표시한다. 어느 주어진 높이에서의 조성은 충전물 위치와 관계없다고 가정한다. 기체혼합물로부터 용해성 성분을 흡수함으로써 총 기체유량 V는 기체가 탑을 통과함에 따라 감소하고, 액체흐름 L은 증가한다. 이러한 변화는 그림 의 예에서 알 수 있는 바와 같이 조작선을 약간 구부러지게 만든다. 용해성 기체를 10% 이하 함유하는 묽은 혼합물에 대해서는 총 유량변화의 영향이 무시되며, 설계는 평균유량에 기준해서 한다. 운전에서 생기는 비용절감을 고려해서 최적화시킬 수 있다.
1-2) 기체-액체의 한계비
- 주어진 기체흐름에 대해 액체흐름이 줄어들면, 조작선 기울기가 감소한다. 조작선 ab를 생각해 보자. 기체유량과 장치 양끝의 농도들인 xa,ya 및 yb를 공정하고, 액체유량 L을 감소한다고 가정하면 조작선 위의 끝은 평형선 방향으로 움직이고, 진한 액체의 농도 xb가 증가한다. 최대로 가능한 액체 농도와 최소로 가능한 액체유량은 조작선이 평형선에 닿을 때 얻을 수 있다. 이런 조건에서는 물질전달에 요하는 농도차가 탑밑바닥에서 0이 되어 무한대로 긴 충전층이 필요해진다. 어느 실제 탑에서나 규정된 기체의 조성 변화를 성취하려면, 액체유량이 이 최소치보다는 커야 한다.
L/V비는 향류탑에서 흡수의 경제성에 미치는 영향이 크다. 물질전달에 대한 구동력은 y - y∗이며, 선도 상의 조작선과 평형선간의 수직거리에 비례한다. L/V를 증가시키게 되면 탑 꼭대기를 제외하고 탑 어디에서나 구동력을 증가시키며, 따라서 흡수탑을 길게 할 필요가 없게 된다. 그렇지만 많은 양의 액체를 사용하면 더욱 묽은 액체제품이 되어 탈착이나 탈거에 의해 용질을 회수하기가 더욱 어려워진다. 탈거에 드는 에너지비용은 흔히 흡수-탈거조작 총 비용의 주요 부분이 된다. 흡수에 대한 최적 액체유량은 두 장치의 조업비용과 장치의 고정비를 균형잡아 구하게 된다. 일반적으로 훕수탑의 액체유량은 최소 유량의 1.1 내지 1.5배 범위에 있어야 한다.
흡수탑 꼭대기에서의 조성들은 가끔 장치비와 조업비간의 균형을 고려해야 하는 설계변수이다. 제거되지 않은 용질이 오염물질이면 배기 중의 용질 농도를 방출 기준에 따라 정하고, 용질 회수율은 제품값과 조업비용에 기준한 최적치를 초과할 수도 있다.
1-3) 흡 수 속 도
① 이중경막설
- 기상에서 액상으로 어느 성분이 이동하는 기수에 관해서는 다음과 같은 설이 있다. 즉 기상본체,
- 참고문헌
-
7. 참고문헌
- Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter harrriott: "Unit Operations of Chemical Engineering" Vol.7
- Smith J.M., Van Ness H.C., Abbott M.M. : "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics" Vol.7
- http://www.cheric.org/ 화학공학연구정보센터
- http://en.wikipedia.org/ 위키피디아
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