방사성폐기물의 화학처리공정에 사용되는 유동관식 장치의 해석 : 물질전달 수율에 미치는 매개변수들의 민감도

• 영문명: Analysis of the behavior of tubular-type equipment for nuclear waste treatment : Sensitivities of the parameters affecting mass transfer yield
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 유재형 이병직 심준보 김응호
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.5 No.1, 91~99쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2007.03.31

국문 초록

본 연구에서는 방사성폐기물의 화학처리공정에 자주 사용되는 유동관식 장치 중 튜브형 반응기, 다단식 용매추출 장치, 흡착탑 등 물질전달이 수반되는 장치에 있어 각종 매개변수들이 반응수율이나 물질전달수율에 미치는 영향과 민감도를 살펴보았다. 먼저 각 장치에 대한 거동을 묘사하기 위하여 수학적 모델링을 수행하였고 전산모사를 통하여 해당 장치의 거동을 예측하였다. 그리고 그 결과로부터 해당 공정의 고유한 매개변수들이 반응수율 또는 물질전달수율에 미치는 영향과 민감도를 분석하였다. 튜브형 반응기에서는 확산계수, 반응속도상수 등이 반응수율에 미치는 영향을, 다단식 용매추출 장치에서는 연속상과 분산상의 분배계수, 연속상 흐름의 역혼합 등이 추출수율 및 장치 내 농도 분포에 미치는 영향을 고찰하였다. 또 흡착탑에 있어서는 흡착평형상수 및 유체-흡착재간 물질전달계수 등이 흡착 속도에 미치는 영향을 조사하였다.

영문 초록

It was intended in this study to investigate the effects of various parameters on the chemical reaction or mass transfer yield in a tubular-type nuclear waste treatment equipment. Since such equipments, as a tubular reactor, multistage solvent extractor, and adsorption column, accompany chemical reaction or mass transfer along the fluid-flowing direction, mathematical modeling for each equipment was carried out first. Then their behaviors of the chemical reaction or mass transfer were predicted through computer simulations. The inherent major parameters for each equipment were chosen and their sensitivities affecting the reaction or mass transfer yield were analyzed. For the tubular reactor, the effects of axial diffusion coefficient and reaction rate constant on the reaction yield were investigated. As for the multistage solvent extractor, the backmixing of continuous phase and the distribution coefficient between fluid and solvent were considered as the major parameters affecting the extraction yield as well as concentration profiles throughout the axial direction of the extractor. For the adsorption column, the equilibrium constant between fluid and adsorbent surface, and the overall mass transfer coefficient between the two phases were taken as the major factors that affect the adsorption rate.

키워드

튜브형 반응기 다단식 용매추출기 흡착탑 tubular reactor stagewise solvent extractor adsorption column