화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2002년 봄 (04/26 ~ 04/27, 강원대학교)
권호 8권 1호, p.613
발표분야 분리기술
제목 비뉴튼 액체에서 이산화탄소의 흡수. I. 점탄성특성의 영향
초록 기체흡수는 분리공정에 관한 대표적인 단위조작으로서, 가스의 정제, 유해성분의 제거
등에 사용되며, 특히 액체에 흡수된 기체가 액상에서 반응하는 화학흡수는 유용한 물질을
합성하는 수단으로 널리 이용되고 있다. 따라서 기체 흡수는 그 사용 범위가 넓을 뿐만 아
니라 1910년경부터 시작하여 오래전부터 많은 연구가 진행되어 왔다.
근래에 와서 비뉴튼 액체 또는 슬러리에 기체흡수가 일어날 경우의 흡수 메카니즘에 대한
해석은 수용액 또는 뉴튼액체에서의 흡수메카니즘에 대한 기존의 모델과 상이한 결과를 나
타내었다.
Wickramasinghe[1]등은 모세관법을 이용하여 KCl의 확산계수를 측정하였으며, 용액의 탄
성도에 비례하여 용질의 확산도가 증가한다고 하였다. Randade와 Ulbrecht[2]는 기-액 접촉
교반조에서 수용액에 폴리머 첨가가 기-액 물질전달에 미치는 영향에 대하여 실험하였으며,
같은 농도에서 PAA가 CMC보다 더 부피 물질전달계수 (volumetric mass transfer
coefficient, kL·a)에 영향이 많음을 밝혔고, 경험식을 제시하였다. Suh[3] 등은 기포탑에서
수용액상으로 sucrose, xanthan, polyacrylamide 및 xanthan과 polyacrylamide를 혼합하여
제조한 점탄성 액체를 사용하여 이들의 첨가가 기-액 물질전달에 미치는 영향을 점도,
psudoplasticity 및 점탄성도등을 사용하여 살펴보았으며, 탄성도를 나타내는 Weisenberg수
가 낮은 영역에서 kL·a에 영향을 미친다고 하였다. Nakanoh[4] 등은 기포탑에서 산소를
뉴톤 및 비뉴톤 액체에 대한 기-액 흡수실험을 행하였으며, Deborah수를 사용하여 유체의
탄성도를 나타내었고, 유체의 탄성도가 증가할수록 kL·a값이 증가한다고 하였으며,
Deborah수를 포함하는 관계식을 제시하였다. 이러한 연구결과들은 액체의 탄성도의 증가가
기-액 물질전달을 촉진시키는 효과가 있음을 제시하고 있으나, 흡수제로 사용된 액체가 수
용액에 국한되어있다.
슬러리계의 생화학반응기에서 CO2의 거동은 뉴튼액체에서의 거동과 상이한 현상을 나타
내기 때문에 비뉴튼 액체에 흡수된 CO2의 물질전달 메카니즘 규명은 생화학반응기 설계의
기본자료로서 매우 필요하다. 따라서 본 연구에서는 연속상이 비뉴튼 액체, 분산상이 CO2와
반응하는 수용액상으로 형성된 w/o 에멀션에 CO2의 흡수에 관한 현상을 해석하기 위한 연
구의 첫단계로서 polybutene (PB)와 polyisobutylene (PIB) 벤젠용액의 비뉴튼액체에 CO2의
흡수속도에 미치는 영향을 검토하였다.
저자 손세곤, 손인조, 박대원, 박상욱
소속 부산대
키워드 Gas absorption; carbondioxide; non-Newtonian liquid; viscoelasticity;
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