호기성 삼상 역 유동층의 물질전달 특성

Abstract

직경이 0.152 m이고 높이가 2.5 m인 호기성 삼상 역 유동층에서 기체 체류량과 액상의 축방향 혼합 그리고 기체-액체 부피 물질전달특성에 대한 연구를 수행하였다. 기체와 액체의 유속 그리고 유동입자의 종류(유동입자의 밀도)가 기체 체류량, 액상의 축방향 혼합계수 그리고 기체-액체 부피 물질전달계수에 미치는 영향을 결정하였다. 물과 여과된 압축공기 그리고 밀도가 877.3 kg/m(3) 및 966.9 kg/m(3)인 직경이 0.004 m인 구형의 저밀도 폴리프로필렌입자와 폴리에틸렌 입자를 각각 액체, 기체 그리고 유동 고체상으로 사용하였다. 삼상 역 유동층에서 기체 체류량은 압력강하 분포자료로부터 정압강하법에 의해 결정하였으며, 액상의 축방향 분산 계수와 기체-액체 부피 물질전달계수는 액상의 축방향 용존산소 농도분포를 이용하여 축방향 분산모델에 의해 결정하였다. 호기성 삼상 역 유동층에서 기체 체류량과 액상의 축방향 분산계수 그리고 기체-액체 부피 물질전달계수는 기체 및 액체유속이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 기체 유속의 영향이 액체 유속의 영향에 비해 더 크게 나타났다. 같은 유동조건에서 고체의 밀도가 큰 폴리에틸렌 입자의 경우가 폴리프로필렌을 유동입자로 사용할 경우에 비해 기체 체류량과 액상의 축방향 분산계수 그리고 기체-액체 부피 물질전달계수가 큰 값을 나타내었다. 호기성 삼상 역 유동층에서 기체 체류량, 액상의 축방향 분산계수 그리고 기체-액체 부피 물질전달계수는 기체 및 액체의 유속 그리고 유동입자 밀도의 상관식으로 각각 나타낼 수 있었다.