흡수탑을 사용하여 성분(A)을 흡수할 때 기액 계면 근처에서의 농도구배… | [9급 지방직 화학공학일반] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

흡수탑을 사용하여 성분(A)을 흡수할 때 기액 계면 근처에서의 농도구배는 그림 (가)와 같다. 이 그림에서 xA와 yA는 각각 벌크 액체와 벌크 기체의 몰분율이고, xAi와 xAi는 각각 기액 계면에서 액체와 기체의 몰분율이다. A의 물질전달속도(r)는 총괄 물질전달계수(Ky, overall mass transfer coefficient)를 사용하여 식 (나)와 같이 나타낼 수 있다. 개별 물질전달계수(individual mass transfer coefficient)는 액상에서 0.2mol/m2ㆍs이고 기상에서 0.1molm2/ㆍs라고 할 때, 총괄 물질전달저항(1/Ky)의 값[m2ㆍs/mol]은? (단, 기체흡수는 이중경막론을 따르고, yAi＝0.8xAi이며, ＝0.8xA이다)

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이중경막론에서 총괄 기상 저항은 기상 저항과 기울기를 곱한 액상 저항의 합이므로 14 m²·s/mol이다.
평형선 기울기 $m=0.8$을 쓴다.
$\dfrac{1}{K_y}=\dfrac{1}{k_y}+\dfrac{m}{k_x}$
$=\dfrac{1}{0.1}+\dfrac{0.8}{0.2}=10+4=14\,\mathrm{m^2\cdot s/mol}$
액상 저항에 평형 기울기 m을 곱해 기상 기준으로 환산하는 것이 핵심이다.
18은 기상 저항 10과 액상 저항 4의 합보다 커서 직렬 저항 합과 맞지 않는다.
24는 액상 저항을 과대 반영한 값으로 계산 결과와 맞지 않는다.
30도 주어진 계수를 대입한 결과와 맞지 않는다.