가스 흡착 장치

Overview

출처: 마이클 G. 벤턴과 케리 M. 둘리,화학 공학부, 루이지애나 주립 대학, 배턴 루지, LA

가스 흡수제는 가스 스트림에서 오염 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 이 목표1을수행하는 데 여러 가지 설계가 사용됩니다. 포장된 침대 기둥은 세라믹, 금속 및 플라스틱과 같은 느슨한 포장 재료로 포장된 기둥또는 구조화 된 포장1과같은 기둥에서 서로 카운터를 달리는 가스 및 액체 스트림을 사용합니다. 포장된 침대는 패킹에 의해 생성된 표면적을 사용하여 두 단계1사이의 최대 효율적인 접촉을 만듭니다. 시스템은 유지 보수가 적고 질량 전달 율이 높은 부식성 재료를 처리할 수 있습니다1. 스프레이 컬럼은 가스가 위로 이동하고 액체가 가스 흐름1로분사되는 두 단계 사이의 일정한 직접 접촉을 사용하는 또 다른 유형의 흡수제입니다. 이 시스템은 한 단계만 가지고 있고 질량 전달 속도가 좋지만 액체 용해도 가 높은 solutes에 매우효과적입니다.

이 실험의 목적은 가스 유량, 물 유량 및 이산화탄소 농도를 포함한 변수가 가스 흡수기의 전체 질량 전달 계수에 미치는 영향을 결정하는 것입니다. 이러한 매개 변수가 CO2 제거에 미치는 영향을 이해하면 오염 물질 제거를 최적화할 수 있습니다. 실험은 무작위로 포장된 물 카운터 유동 가스 흡수 컬럼을 사용합니다. 두 개의 서로 다른 가스 유량, 액체 유량 및 CO2 농도를 가진 8개의 런이 사용되었습니다. 각 실행 중에 부분 압력은 컬럼 단위의 아래쪽, 중간 및 상단에서 가져와 평형 부분 압력을 계산했습니다. 이러한 압력은 질량 전달 계수를 찾기 위해 사용되었고, 질량 전달 계수는 이론적 값과 비교되었다.

Procedure

실험은 무작위로 포장된 물 카운터 유동 가스 흡수 컬럼을 사용합니다. 기둥은 465m2/m3 면(유효) 면적의 13mm 베글 안장34cm로 포장되어 있습니다. 시스템에 진입하는 압력은 약 1.42 bar이며 온도는 약 26 °C이며 기둥의 입구와 출구에서 밸브가 있어 가스가 빠져 나갈 수 있습니다. 다양한 위치에서 장치에 직접 연결된 "Oxy Baby" 적외선 분광기는 가스 구성을 측정하며 순수 가스 탱크가 교정에 사용됩니다.

1. 가스 흡수제 작동

  1. 마스터 스위치를 켜고 열의 물 양을 제어하는 데 사용되는 조정 밸브를 닫습니다.
  2. 공기 흐름 밸브를 완전히 열고 컬럼 압력을 위한 조정 밸브를 엽니다.
  3. 공기 유량(최소 20L/min 사용 및 필요에 따라 증가)으로 설정하고, 압력을 조정 밸브를 사용하여 컬럼 압력을 ~ 1.4 bar 및 25°C로

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Results

각 시험 실행에서 부분적인 압력이 취해졌습니다. 질량 전달 계수는 이들로부터 계산되고 예측값(그림2)과비교하였다. 예측값은 흡수에 대해 계산된 작동 줄에서 발생합니다(작동 라인에 대한 심층 적인 논의를 위한 참조 2 참조). 솔리드 라인은 작동선을 사용하여 계산된 값을 나타내고 삼각형은 실험 질량 전달 계수 값을 나타냅니다. 모델 값과 평?...

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Application and Summary

이 실험의 목적은 가스 흡수기에서 전체 질량 전달 계수를 결정하기 위해 가스 유량, 물 유량 및 이산화탄소 농도의 요인을 사용하는 것이었습니다. 실험은 무작위로 포장 된 GUNT CE 400 물 카운터 유량 가스 흡수 열을 사용했다. 두 개의 서로 다른 가스 유량, 액체 유량 및 CO2 농도를 가진 8개의 런이 수행되었습니다. 부분 압력은 컬럼 단위의 하단, 중간 및 상단에서 가져온 다음 이러한 압력은 질량 ...

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References
  1. Absorbers - Separations: Chemical - MEL Equipment Encyclopedia 4.0. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  2. Welty, James R., Rorrer, Gregory L., and David G. Foster. Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer. 6th ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2015
  3. Chloric Gas Absorption." GEA engineering for a better world. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  4. NaturalGas.org." NaturalGasorg. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  5. Fundamentals of Natural Gas Processing, A.J. Kidnay and W.R. Parrish, Taylor and Francis, Boca Raton, 2006.
Tags
Gas AbsorberContaminantsGas StreamsExhaustColumnRandom Packing MaterialStructured Packing MaterialPacked Bed AbsorbersCounter Current FlowAbsorption ProcessOperating ParametersCarbon DioxideWaterSeparation EfficiencyGas Absorption UnitLiquid SolventMass TransferMaterial BalanceVapor Flow RateLiquid Flow RateMole FractionMass Transfer CoefficientPartial PressureEquilibrium PressureHenry s Law

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0:07

Overview

0:58

Principles of Gas Adsorption

3:06

Operating the Gas Absorber

4:57

Results

6:18

Applications

7:25

Summary

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