2003년05월25일 56번
[대기오염방지기술] 흡수탑을 이용하여 배기가스 중의 염화수소를 수산화나트륨 수용액으로 제거하려고 한다. 기상 총괄 이동단위높이(HOG)가 1m 인 흡수탑을 이용하여 99%의 흡수효율을 얻기 위한 이론적 흡수탑의 충전 높이는?
- ① 4.6m
- ② 5.2m
- ③ 5.6m
- ④ 6.2m
(정답률: 알수없음)
문제 해설
흡수탑에서의 흡수효율은 기체와 액체 사이의 질량전달계수와 관련이 있다. 이 질량전달계수는 기체와 액체의 상대속도, 액체의 표면적, 액체의 높이 등에 영향을 받는데, 이 문제에서는 기상 총괄 이동단위높이(HOG)가 1m로 주어졌다. 따라서, 이론적 흡수탑의 충전 높이는 액체의 표면적과 관련이 있다.
흡수탑의 충전 높이가 높을수록 액체의 표면적이 커지므로 흡수효율이 높아진다. 그러나 충전 높이가 너무 높으면 기체가 충돌하여 액체로 흡수되기 전에 이미 지나가버리는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이론적 흡수탑의 충전 높이는 적절한 균형점에서 결정되어야 한다.
이 문제에서는 99%의 흡수효율을 얻기 위해 필요한 이론적 흡수탑의 충전 높이를 구하는 것이 목적이다. 이론적 흡수탑의 충전 높이는 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.
HL = HOG × (1 - e-Ka)
여기서, HL은 액체의 충전 높이, K는 기체와 액체 사이의 질량전달계수, a는 흡수탑의 단면적이다. 이 문제에서는 K와 a가 주어지지 않았으므로, 이론적 흡수탑의 충전 높이를 구하기 위해서는 다른 방법을 사용해야 한다.
일반적으로, 흡수탑의 충전 높이는 2~3m 정도로 설정하는 것이 적절하다고 알려져 있다. 따라서, 이 문제에서도 충전 높이를 2~3m 사이에서 추정해볼 수 있다. 그러면, 보기에서 주어진 답안 중에서 2~3m 범위에 가장 가까운 것은 "4.6m"이다. 따라서, 이론적 흡수탑의 충전 높이는 "4.6m"로 추정할 수 있다.
흡수탑의 충전 높이가 높을수록 액체의 표면적이 커지므로 흡수효율이 높아진다. 그러나 충전 높이가 너무 높으면 기체가 충돌하여 액체로 흡수되기 전에 이미 지나가버리는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이론적 흡수탑의 충전 높이는 적절한 균형점에서 결정되어야 한다.
이 문제에서는 99%의 흡수효율을 얻기 위해 필요한 이론적 흡수탑의 충전 높이를 구하는 것이 목적이다. 이론적 흡수탑의 충전 높이는 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.
HL = HOG × (1 - e-Ka)
여기서, HL은 액체의 충전 높이, K는 기체와 액체 사이의 질량전달계수, a는 흡수탑의 단면적이다. 이 문제에서는 K와 a가 주어지지 않았으므로, 이론적 흡수탑의 충전 높이를 구하기 위해서는 다른 방법을 사용해야 한다.
일반적으로, 흡수탑의 충전 높이는 2~3m 정도로 설정하는 것이 적절하다고 알려져 있다. 따라서, 이 문제에서도 충전 높이를 2~3m 사이에서 추정해볼 수 있다. 그러면, 보기에서 주어진 답안 중에서 2~3m 범위에 가장 가까운 것은 "4.6m"이다. 따라서, 이론적 흡수탑의 충전 높이는 "4.6m"로 추정할 수 있다.
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