암모니아 흡수에 따른 25mm NSW-ring, pp.의 특성연구 김 석 택 동아대학교 환경문제연구소 A Study on Characteristic of Modern packing 25mm NSW-ring, pp. by Absorption of gas Seuk-Taek Kim Environmental Problems Research Institute. Dong-A University Abstract This study was carried out to demonstrate the superiority of used packing in view of energy saving and efficiency of mass transfer, comparing with conventional packing. The results are as follows : Owing to low pressure drop under high load, 25mm NSW-ring, pp. can cause energy saving. The unique maguitudes of used packing are as follows : Used packing can make high efficiency including energy saving because of low pressure drop per the number of transfer unit. To rate the characteristic of packing, it should be carried out that the measurement of pressure drop per packing height and per the number of transfer unit. This study demonstrated the superiority of used packing by carring out above experiment and could be used as basic reference for design and prediciting efficiency of packing tower which is filled with same packing. Key words : Mass transfer, Pressure drop, Gas capacity factor, HTU, NTU Ⅰ. 서 론 대기오염 방지시설을 위한 기술분야에 충전탑을 사용함으로써 적은 운전비용으로 고효율을 낼 수 있음을 인정받아 왔으며, 특히 정류와 증류, 흡수, 탈착 및 액체와 액체의 추출과 같은 물질교환 공정과 각종 산업활동으로 유출되는 폐수 및 폐가스를 정화하기 위한 충전탑의 수요가 증가해 왔다. 따라서 충전탑에 대한 관심이 증대되에따라 고성능 충전탑에 사용할 충전물 개발이 활발히 진행되어 왔다. 그 이유는 근본적으로 이론단위수당 압력손실이 낮을수록 에너지절감과 고 효율의 효과를 가져오기 때문에 경제적으로 많은 이익을 창출하기 때문이다. 따라서 충전탑의 효율은 충전물의 성능에 좌우된다고 할 수 있으며, 이에 지금도 유럽 선진국에서는 충전물의 연구가 계속진행되고 있다. 특히 충전탑내의 물질전달 특성을 고찰하기위해 인체에 유해한 폐가스중에서 암모니아 가스 흡수를 통한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 일반적으로 단위공정에 사용되는 충전물의 재질은 금속, 세라믹 그리고 플라스틱이며, 특히 플라스틱 재질의 격자형 충전물이 현대적 충전물로써 개발된 것이다. 이들은 재래적 충전물과 비교해 압력손실이 적고 보다 효과적인 분리작용을 수행함으로써 수력학적 특성 및 물질전달에 많은 장점이 증명되어 왔다. 그러나 플라스틱 재질의 충전물은 열가소성과 내구성에 문제가 있으므로 제한되어 사용되므로서 단점이 있다. 본 연구는 개발되어 사용중인 격자형 충전물 25mm NSW-ring, pp.를 임의로 충전한 기체와 액체의 역류 충전탑을 통하여 충전물의 수력학적 특성 및 암모니아 가스 흡수시 발생하는 물질전달 효율을 측정하여 기존의 재래식 충전물 25mm Pall-ring, pp.과 비교함으로써 그 우수성을 평가하는데 목적이 있으며, 또한 가스 및 액체 부하와 물질전달계수의 관계를 통하여 25mm NSW-ring, pp. 충전물 고유의 상수 및 지수를 밝힘으로써 충전탑의 설계 및 효율예측을 가능하게 하는데 있다. Ⅱ. 실 험 1. 실험장치 본 연구의 실험장치는 25mm NSW-ring, pp.을 유입한 기체와 액체의 역류 충전탑으로써 Fig. 1.에 나타나 있으며, 충전탑에 공기 유입을 균일하게 하기위해 전처리 단계로써 충전탑을 추가로 하나더 설치하였고 액체분배기는 관분배기를 사용하였으며, 25mm NSW-ring, pp.과 Pilot규모의 충전탑에 대한 세부사항은 Table 1.에 요약하였다. dP1∼dP4 : U-manometer, S : Inclined-manometer, R1∼R4 : Rotameter, L : Humidifier, G : Gas blower, W : Recorder, A : Gas analyzer, K : Column(Tower) V1∼V10 : Valve, P1, P2 : Pump, B1, B2 : Liquid storage vessel, D : Distributor Fig. 1. Schematic View of Absorption Investigation Plant Table 1. Specification of Experimental Appartus 충전물의 수력학적 특성평가를 위해 건조압력손실과 수력학적 압력손실을 측정하였으며, 여러가지 범위의 부하에서 흡수효율을 평가하기 위해 수행된 방법을 다음 식으로 요약하였다. (1) (2) (3) 실험에 적용된 흡수시스템은 Table 2.에<