| 초록 |
흡착과 탈착 공정은 기체 세정과 분리 등의 환경 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 흡착 공정은 기체 흐름에서 탈수나 불순물을 제거하는 공정으로 이용되고 있으며, 경제적 가치가 높은 묽은 농도의 화학종을 재회수하는데도 주로 이용된다. 흡착 공정에 영향을 미치는 중요 인자로써 흡착탑 내부에서 유동의 분배, 흡착제의 다공도, 기공 크기, 기공 구조 및 균일도 등과 함께, 흡착 대상 화학물의 특성 등이 있다. 그동안 여러 가지 종류의 흡착 모델식이 제안되었으나 실제 계산에서 주로 사용된 것은 막확산 저항을 무시하고 단순히 선형 평형 관계식을 가정하는 것이었다. 본 연구에서는 전산 유체 역학 (Computational Fluid Dynamics : CFD) 기법을 적용하여 비등온, 비선형 흡착에 대한 수치 해석적 모델을 실제로 구현하고 흡착탑 내에서의 유동, 온도, 압력 및 농도 분포 등을 예측하고자 하였다. 또, 비정상상태 모사를 통하여 흡착 과정과 재생 과정에서의 시간에 따른 각 분포의 변화를 파악하여 조업 변수를 제시하고자 하였다. 본 연구를 통하여 CFD 기법을 이용한 흡착탑 설계의 타당성을 파악할 수 있으며, 실험 결과와의 비교를 통하여 scale-up을 위한 중요한 설계 인자도 제공할 수 있다.
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