이중관 기포탑에서 고농도 알코올류 용액의 기체체류량과 액상용량물질전달계수 = Gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient of concentrated alcohol solutions in a bubble column with a draft tube

국문 초록 (Abstract)

기포탑은 장치의 구조가 간단하고, 장치의 단위부피당 물질 및 열전달 면적이 크며, 유체의 유량과 체류시간의 조절이 쉽다. 이런 장점으로 인하여 산화장치, CO_(2) 흡수탑, 동물세포 배양 장치 등과 같은 화학공업분야에서 널리 사용되고 있다.
본 연구는 고농도 알코올류 용액을 사용하여 기체체류량과 액상용량물질 전달계수를 기체속도, 용액의 농도 및 기포탑과 흡출관의 직경비에 따라 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1) 기체속도가 증가하면 기체체류량과 액상용량물질전달계수는 증가한다.
2) 알코올 용액의 농도가 증가하면 에탄올 용액의 경우 기체체류량과 액상용량물질전달계수는 감소하고, n-프로판올은 변화가 거의 없다.
3) 기포탑과 흡출관의 직경비가 증가하면 기체체류량과 액상용량물질전달 계수에는 변화가 거의 없다. 그러나 에탄을 용액의 경우 높은 기체속도에서 기체체류량은 감소하고 액상용량물질전달계수는 증가한다.
4) 실험에서 얻어진 자료로부터 기체체류량과 액상용량물질전달계수의 상관관계 식을 각각 제안하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The bubble column has a simple structure of apparatus, a larger mass and heat transfer area per unit volume than other equipments and a ease control of flow and residence time of the fluid. Owing to these advantages, bubble column reactors widely used in chemical industries such as oxygenated process, CO_(2) absorption, cultivation of cell, etc.
In this study, using the concentrated alcohol solutions gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient were measured according to the gas velocity, alcohol concentration and Di/Do.
The results of the experiment were as follows；
1) Gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient increases with increasing the gas velocity.
2) According as concentration of alcohol solution increase, in the case of ethanol gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient were decreased, whereas it doesn't almost change in n-propanol.
3) Di/Do has almost no effect of gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient. But in the case of ethanol, at high gas velocity gas holdup was decreased on the other hand volumetric liquid phase mass transfer coefficient was increased.
4) Correlation equations among various parameters having an influence on gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient were proposed respectively.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 이론 = 3
• 1. 기체체류량 = 3
• 2. 액상용량물질전달계수 = 5
• Ⅲ. 실험 = 6
• 1. 실험 장치 = 6
• 2. 실험방법 = 9
• Ⅳ. 결과 및 고찰 = 12
• 1. 용액의 물성 = 12
• 2. 기체속도, 용액의 농도, 흡출관의 직경비에 따른 기체체류량 = 17
• 3. 기체속도, 용액의 농도, 흡출관의 직경비에 따른 액상용량물질 전달계수 = 29
• 4. 기체속도, 용액의 농도, 흡출관의 직경비에 대한 기체체류량과 액상용량물질전달계수의 상관관계 = 41
• Ⅴ. 결론 = 45
• 참고문헌 = 46
• ABSTRACT = 48