다단식 연속 증류 실험 결��보고서

1) 목적
① 실험을 통한 정류의 기본원리 습득
② McCabe-Thiele법을 이용한 이론단수 계산 및 단효율 계산
③ 최적 환류비를 통한 실제 조업조건의 이해

2) 이론
각 상에 두 성분만 있을 때 이상단 수를 결정하는 간단한 방법은 조작선을 이용하는 도식적 작도법이다. 그림 20.5는 전형적 기체흡수탑에 대한 조작선과 평형곡선이다. 조작선의 끝은 좌표가 (xa,ya)인 점a왿� (xb,yb) 좌표를 갖는 점 b이다. 기상에서의 농도변화 yb에서 ya 및 액상의 농도변화 xa에서 xb를 이룩하는 데 필요한 이상단 수를 결정하는 문제는 다음과 같이 해결된다.
맨 위 단, 즉 제 1단을 나가는 기체의 농도는 ya, 즉 y1이다. 이것이 이상단이라면 나가는 액체는 나가는 증기왿� 평형이어야 하므로, 점 (x1,y1)은 평형곡선 상에 놓이지 않으면 안 된다. 이러한 사실로부터 점 a에서 평형곡선 쪽으로 수평 이동하면 점 m이 정해진다. 점 m의 횡좌표는 x1이다. 이제 조작선이 이용된다.
조작선은 (xn,yn+1)의 좌표를 갖는 모든 점들을 지나므로, x1을 안다면 y2는 점m에서 수직으로 점 n의 조작선까지 이동하면 된다. 점 n의 좌표는 (x1,y2)이다. 점 a, m 및 n으로 이루어진 계단 또는 삼각형은 한 개의 이상단을 표시하며, 이 탑에서는 첫 번째 단이다. 두 번째 단은 같은 작도를 반복함으로써 선도상에 도식적으로 구할 수 있다. 즉, 수평으로 (x2,y2)좌표를 갖는 점 o 위치의 평형곡선까지 가서, 다시 수직적으로 (x2,y3)좌표에 있는 조작선 상의 점 p까지 가면 된다. 세 번째 단은 삼각형 pqb 작도를 같은 방법으로 그려서 구한다. 그림 20.5의 경우에는 세 번째 단을 나가는 기체의 농도가 yb이므로 이 단이 마지막 단이며, 이 단을 나가는 액체의 농도는 xb로서 장치의 원하는 종단농도이다. 이 분리에서는 세 개의 이상단이 필요하다.