기포 탑 및 삼상 유동층에서 물질 전달 특성

Abstract

내경 15.2 cm, 높이 180 cm plexiglas 관에서 기포탑 및 삼상 유동층의 물질 전달 특성을 연구 하였다. 특히 대부분의 물질 전달이 이루어지는 분배기 근처 Grid zone 의 물질 전달 특성을 고찰하였다. 액체상으로 물, 기체상으로 공기를 사용하였으며 고체상으로 밀도 $2.5 g/cm^3$인 유리구를 0.17, 0.3, 0.6, 0.8cm로 크기를 변화시켜 사용 하였다. 또한 실험 변수 범위는 액체 유속을 3 - 12cm/s, 기체 유속을 4 - 20cm/s, 입자 크기를 0 - 0.8cm로 변화시켰으며 분배기로 부터 6, 9, 15, 19, 25, 29, 35, 39, 45, 58, 79, 90cm 떨어진 곳에 시료 채취점을 설치하여 기액간의 물질 전달에 미치는 영향을 고찰하였다. Grid zone 의 단위체적 물질전달 계수 $(K_La)_{TG}$ 가 기체 유속과 입자 크기에 따라 증가하였고, 액체 유속에 따라 최대치를 보였다. 또한 $(K_La)_{TG}$ 가 최대인 임계 고상 체류량이 존재함을 알았다. $(K_La)_{TG}$ 와 기체, 액체 유속 및 입자 크기, 상 체류량을 연관시키는 경험식을 구하고 eddy cell 모델을 적용하여 Grid zone 의 $(K_L)_{TG}$ 를 Sc 와 Re 항으로 상관식을 구하여 Grid zone 의 물질전달 특성을 해석 하였다.