기체흡수 실험

소개글

기체흡수 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 실험
3. 계산
4. 결론 및 고찰
5. 참고문헌
6. DATA SHEET

본문내용

빼준다.
④ 출구기체측정 : 기체를 출구기체만 들어오도록 위쪽 콕(①)을 ㅗ로 변경하고 위 A~J까지의 실험방법을 반복한다.
⑤ 액체 유량을 차례로 2→2.5→3→3.5로 바꾸어 각 유량별로 입구기체 및 출구기체 실험을 반복 진행한다.
⑥ 실험이 모두 완료되면 액체유량을 먼저 0으로 내린 후 기체유량을 모두 0으로 한 다음, 탄산가스 밸브를 닫는다.
⑦ 장치 끄기
※ 기체흡수실험 입구 시료액 적정 방법
① 입구에서 시료액 15~20ml를 비커에 채취한다.
② 그중 10ml를 탑상부용 삼각플라스크에 취한 후 0.1N-NaOH 10ml를 추가하고 페놀프탈레인 지시약을 2방울 가하여 0.1N-HCI로 적정한다.
※ 기체흡수실험 출구 시료액 적정 방법
① 출구에서 시료액 15~20ml를 비커에 채취한다
② 그중 10ml를 탑하부용 삼각플라스크에 취한 후 0.1N-NaOH 10ml를 추가하고 페놀프탈레인 지시약을 2방울 가하여 0.1N-HCI로 적정한다.
계산
※ 증류수 500ml기준, 5% KOH 수용액 제조 계산
:
※ 압력강하(mmH2O/m) = 압력강하mmH20(차이값) / 탑높이(1.4m)
액체
기체
L/min
(m3/h)
입구
CO2 mol농도
출구
CO2 mol농도
입구
탄산가스 몰분율(y)
출구:
탄산가스 몰분율(y)
1
(0.06)
(식 동일)
0.0105
2
(0.12)
(식 동일)
0.0115
3
(0.18)
(식 동일)
0.0095
4
(0.24)
(식 동일)
0.011
결과 및 고찰
1) 유량에 따른 충전층의 단위 높이당 압력강하(mmH20/m)
액체유량
기체유량
압력강하
유량계
유량계
mmH2O/m
L/min
L/min
1
15
5.71
30
7.86
45
10.0
60
12.9
2
15
7.14
30
10.0
45
14.3
60
24.3
2.5
15
6.43
30
11.4
45
24.3
60
34.3
3
15
7.86
30
14.3
45
27.1
60
42.1
3.5
15
10.7
30
18.6
45
33.6
60
58.6
2) 고찰
이번 실험에서는 공기와 이산화탄소의 혼합기체를 물과 접촉시켜 흡수시키는 기체 흡수에 대하여 실험을 진행하였다. 기체와 액체가 서로 맞닿아 흐르면서 수용성인 이산화탄소 기체가 물에 녹는 것을 관찰하였다. 충전물로 채워있는 흡수탑에서 탑 상부로부터 물이 흘러내리고 탑 하부에서는 혼합기체가 올라가는데 이 과정에서 기체를 주사기로 포집하여 NaOH 용액과 반응시켜 기체의 조성이 얼마나 변하였는지를 계산하여 이산화탄소 기체의 흡수량과 흡수율을 구할 수 있었다.
실험의 오차의 원인으로는 실험 진행과정에서 주사기를 놓고 당기는 부분에서 힘 조절을 잘 못하여 주사기로 물이 몇 번 역류하였고, 이로 인해 정확한 데이터를 구하지 못하였다.
그리고 실험 시에는 물에 이산화탄소 기체만이 녹는다는 가정 하에 실험을 진행하지만 실제로는 소량이지만 공기도 물에 녹을 수 있기 때문에 그로 인한 오차가 발생할 수 있다.
또한 물의 유량이 일정하게 공급되어 충전물을 적셔주어야 하는데 공급량이 고르게 일정하지가 못하여 기체와 액체 사이의 접촉이 원활하지 못하였고 실험 결과에 영향을 주었다고 생각한다.
흡수탑에 공급되는 기체의 유량도 일정한 압력으로 공급이 되지 못하고 실험 시에 관찰하였을 때 눈금이 흔들리는 모습을 관찰할 수 있었다. 최대한 데이터시트에 나와있는 눈금으로 다시 맞추면서 실험을 진행하였지만 이로 인한 영향도 무시할 수 없다고 생각한다.
그리고 데이터시트를 보면 결과값 사이에 뚜렷한 경향성이 나타나지 않는 것을 볼 수 있다. 이는 기계의 노후화로 인해 실험이 제대로 진행되지 않았고 이로 인해 실험에서 유의미한 결과를 얻어내지 못하였기 때문이다. 따라서 평형선과 조작선을 그리고 이상단수를 구하여야 하지만, 뚜렷한 경향성이 도출되지 않아 이를 진행할 수 없었다.
실험이 끝나고 보고서를 쓰면서, 분리공정 책을 보며 기체흡수의 원리에 대해 다시 공부하게 되었다. 기계의 노후화로 인해 정확히 실험이 진행되지 못한 것은 아쉽지만 이번 실험을 통하여 기체 흡수의 원리에 대해서 잘 알게 되었고, 기체흡수가 실제 화학공정에서 어떻게 응용이 되는지에 대해서도 잘 알 수 있는 좋은 기회였던 것 같다.
참고문헌
2) Warren L. McCabe 외 2인, “McCabe의 단위조작”, 7판, p.547~548, p.565~568, 사이플러스(2017)
3) 김학준, “화학공학개론”, p.121-130, 문운당(2000)
6. DATA SHEET

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