가스 제거

Degassing

탈가스는 액체, 특히 물이나 수용액에서 용해된 가스를 제거하는 것으로도 알려져 있습니다.액체에서 가스를 제거하는 방법은 여러 가지가 있습니다.

가스는 다양한 이유로 제거된다.화학자는 작업 중인 화합물이 공기 또는 산소에 민감할 가능성이 있거나(공기 없는 기술), 또는 고액 계면에서 기포 형성이 문제가 될 때 용제에서 가스를 제거합니다.액체가 얼었을 때 기포가 형성되는 것도 바람직하지 않을 수 있으므로 사전에 가스 제거를 해야 합니다.

감압

가스의 용해성은 헨리의 법칙을 따릅니다. 즉, 액체에서 용해된 가스의 양은 부분 압력에 비례합니다.따라서 용액을 감압하면 용해된 가스의 용해성이 저하된다.일반적으로 압력이 감소된 상태에서 초음파를 사용하고 교반하면 효율이 향상됩니다.이 기술은 종종 진공 탈기라고 합니다.진공 탈가스라고 불리는 특수 진공 챔버는 압력 감소를 통해 재료의 가스를 제거하는 데 사용됩니다.

온도 조절

다음 항목도 참조하십시오.디에라토

일반적으로 수성 용제는 높은 온도에서 더 적은 가스를 용해하며, 유기 용제의 경우(용질과 용제가 반응하지 않는 경우) 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.따라서 수용액을 가열하면 용존가스를 배출할 수 있지만 유기용액을 냉각하는 것은 같은 효과가 있다.열조절 중 초음파 및 교반도 효과적입니다.이 방법은 특별한 장치가 필요 없고 실행이 쉽다.그러나 경우에 따라서는 용매와 용질이 분해, 반응 또는 고온에서 증발하여 제거율이 낮아진다.

막탈기

기액 분리막은 기체를 통과시키지만 액체는 통과시키지 않습니다.기액분리막 안에 용액을 흘려보내고 외부로 배출하면 용해된 기체가 막 밖으로 배출된다.이 방법은 가스의 재분해를 방지할 수 있다는 장점이 있기 때문에 매우 순수한 용제를 제조하는 데 사용됩니다.잉크젯 시스템에서는, 잉크중의 가스가 인쇄 품질을 저하시키는 기포를 형성합니다.인쇄 헤드보다 먼저 탈가스 유닛을 배치해, 가스를 제거해, 양호한 분사 및 인쇄 품질을 유지하는 기포의 축적을 방지합니다.

모든 용해 가스를 제거하기 위해 위의 세 가지 방법을 사용합니다.다음은 보다 선별적인 제거 방법입니다.

초음파 탈가스

초음파 액체 프로세서는 다양한 액체로부터 용해된 기체 및/또는 유입된 기포를 제거하기 위해 일반적으로 사용되는 방법이다.이 방법은 연속 흐름 모드에서 초음파 탈가스를 할 수 있어 상업적인 규모의 [1][2][3]생산에 적합하다는 것이 장점이다.

불활성 가스에 의한 스파링

참고 항목: 스파링(화학)

고순도(일반적으로 불활성) 가스를 용액에 버블링하면 산소나 이산화탄소 같은 원치 않는(일반적으로 반응성) 용해 가스를 추출할 수 있습니다.질소, 아르곤, 헬륨 및 기타 불활성 가스가 일반적으로 사용됩니다.스파링이라고 불리는 이 과정을 최대화하기 위해, 용액은 힘차게 저어 오랫동안 거품이 일게 된다.헬륨은 대부분의 액체에 잘 녹지 않기 때문에 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 시스템에서 거품의 위험을 줄이는 데 특히 유용합니다.

환원제 첨가

산소를 제거해야 할 경우 환원제를 추가하는 것이 효과적일 수 있습니다.예를 들어 전기화학 분야에서는 아황산암모늄이 산소와 반응하여 황산 이온을 생성하기 때문에 환원제로 자주 사용된다.이 방법은 산소에만 적용할 수 있고 용질 감소 위험을 수반하지만 용존산소는 거의 완전히 제거된다.나트륨 및 벤조페논의 케틸라디칼은 탄화수소 및 에테르와 같은 불활성 용제에서 산소와 물을 제거하는 데도 사용할 수 있습니다. 탈가스 용제는 증류를 통해 분리할 수 있습니다.후자의 방법은 높은 농도의 케틸 래디칼이 진한 파란색을 생성하기 때문에 특히 유용합니다. 이는 용제가 완전히 탈기되었음을 나타냅니다.

동결 펌프 톱 사이클

이 실험실 규모 기술에서는 가스 제거가 필요한 유체를 슐렌크 플라스크에 넣고 액체 질소와 함께 급속 냉동합니다.다음으로 진공이 가해지고 플라스크가 밀봉됩니다.온수욕은 유체를 해동하기 위해 사용되며, 해동 시 기포가 형성되어 빠져나간다.이 과정은 보통 3회 [4]반복됩니다.이 방법은 다양한 유기 용제의 가스 배출을 위한 실행 가능한 방법이지만, 일부 용제는 순간 동결 시 크게 팽창하는 경향이 있습니다.이 확장으로 인해 용기가 파손되어 실질적인 문제가 발생할 수 있습니다.이러한 거동으로 알려진 용제로는 물과 메탄올이 있습니다.

와인 가스 제거

효모는 알코올과 이산화탄소를 생산하기 위해 설탕을 사용한다.와인 제조에서 이산화탄소는 대부분의 와인에 바람직하지 않은 부산물이다.발효 후 와인을 빨리 병에 담는다면 병에 담기 전에 포도주의 가스를 제거하는 것이 중요합니다.

와이너리는 병에 담기 전에 와인을 숙성시키면 가스 제거 과정을 생략할 수 있다.와인을 강철이나 오크 통에 몇 달 동안 보관하는 것은 때때로 와인에서 가스가 배출되고 에어록을 통해 공기 중으로 빠져나갈 수 있게 한다.

오일 탈가스

원유에서 탄화수소가스의 분리는 정유소를 참조한다.

공업용 오일 탈가스의 가장 효율적인 방법은 오일에서 녹은 [5]공기와 물을 제거하는 진공 가공입니다.이것은, 다음의 방법으로 실현할 수 있습니다.

  • 대형 진공 챔버 내 오일 분사
  • 진공 챔버의 특수 표면(나선형 링, Raschig 링 등)에 오일을 얇은 층으로 분산시킵니다.

진공 상태에서는 액체 중의 수분과 공기(용해 가스)의 함량과 기체 사이의 평형을 달성합니다.균형은 온도와 잔류 압력에 따라 달라집니다.압력이 낮을수록 물과 가스가 더 빠르고 효율적으로 제거됩니다.

의도하지 않은 탈가스

의도하지 않은 가스 제거는 다양한 이유로 발생할 수 있는데, 예를 들어 에너지 산업의 수중 탐사와 같은 인간 활동 중에 해저에서 메탄(CH)이4 우연히 방출되는 것과 같은 것이다.지각판의 움직임과 같은 자연적인 과정 또한 해저에서 메탄을 방출하는 데 기여할 수 있다.두 경우 모두 방출되는 CH의 양이4 기후 변화에 상당한 기여를 할 수 있습니다.[6][7]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 액체의 가스 배출: https://www.sonomechanics.com/liquid-degassing-deaeration/
  2. ^ "European publication server".
  3. ^ "Degassing electrorheological fluid".
  4. ^ "Freeze-Pump-Thaw Degassing of Liquids" (PDF). University of Washington.
  5. ^ D.J. Hucknall(1991)Vacuum 테크놀로지 및 응용 프로그램.옥스퍼드:버터워스 하이네만ISBN 0-7506-1145-6.
  6. ^ Zhang Yong, Zhai Wei-Dong (2015). "Shallow-ocean methane leakage and degassing to the atmosphere: triggered by offshore oil-gas and methane hydrate explorations". Frontiers in Marine Science. 2: 34. doi:10.3389/fmars.2015.00034.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  7. ^ Giancarlo Ciotoli, Monia Procesi, Giuseppe Etiope, Umberto Fracassi & Guido Ventura (2020). "Influence of tectonics on global scale distribution of geological methane emissions". Nature Communications. 11 (1): 2305. Bibcode:2020NatCo..11.2305C. doi:10.1038/s41467-020-16229-1. PMC 7210894. PMID 32385247.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)