단위조작 책에 있는 예제를 통해서 알아볼려고 해요.
판형 탑에서 공기와 섞여 있는 아세톤을 비휘발성 흡수유에 흡수시킬려고 해요.
들어가는 기체에는 아세톤이 30 mol% 이고,
흡수유에는 아세톤이 섞여 있지 않아요.
공기 중에 있는 아세톤의 97%를 흡수시키고,
탑 bottom으로 나가는 농축액은 10 mol%의 아세톤을 갖게 할꺼에요.
평형관계식은 Ye=1.9xe 입니다.
가정 : 들어가는 기체 100 mol = Vb(공기와 섞여 있는 아세톤)
아세톤의 양 = 0.3 x 100 mol = 30 mol
공기의 양 = 100 mol - 30 mol = 70 mol
공기중에 있는 아세톤을 97% 흡수 시키므로 흡수 안되고 나가는 아세톤은 3%.
나가는 아세톤의 양 = 0.03 x 30 mol = 0.9 mol
나가는 공기와 아세톤의 양 = 70 mol + 0.9 mol = 70.9 mol
흡수된 아세톤의 양 = 30 mol - 0.9 mol = 29.1 mol
탑 bottom으로 나가는 농축액의 10 mol%가 아세톤 이므로
농축액의 양 = 291 mol
아세톤을 뺀 흡수유의 양 = 291 mol - 29.1 mol = 261.9 mol
위에 보이는 Operating line을 그리기 위해
기체에 남아 있는 아세톤의 몰 수를 가정하여 탑 윗부분에서 아세톤의 수지식을 세워볼께요.
기체에 10 mol이 남이 있다면
10 mol 중에 나가는 아세톤의 양 0.9 mol 을 빼주면 9.1 mol이 나옵니다. 이건 흡수유가 가져 가겠죠.
흡수유중에 아세톤의
이렇게 x,y 값을 가정하여 구하면 위의 그림과 같이 Operating line을 그릴 수 있어요.
이상단 수를 구해 보면 4.3 정도 되요. 0.3은 몰분율 l1/l2 를 해보면 대략 나와요.
4.3단이면 대략 5단이라고 봐야겠네요.
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