It is important to control the release of radioactive gas to the environment for the safety aspects and envirinmental protection. In this these the removal mechanism of multicomponent fission product by activated charcoal bed was investigated. In order to analyze the dynamics of charcoal bed, a new computer code, named MCAD-AC (Multi Component Adsorption Dynamics-Activated Charcoal), has been developed. Both intraparticle and interparticle diffusional resistance were considered in the calculational model. A generalized mathematical model consisting of 4N (N: number of component) partial differential equations was presented. The multicomponent gas phase adsorption has been expressed by Langmuir isotherm. The isotherm model was used to describe the adsorption equilibrium between the adsorbate and the absorbent.
The numerical solutions have shown to agree well with experimental data which was published previously. This model and MCAD-AC code are expected to be useful in analyzing and designing the charcoal bed of nuclear power plants.
활성탄층에 의한 다성분 핵분열 가스의 제거 mechanism을 묘사하기 위해 전산 code인 MCAD-AC (Multi Component Adsorption Dynamics Activated Carbon) 가 개발되었다.
입자간의 확산 저항, 입자 내부의 확산 저항, 상 간의 물질 전달, 비평형 조건 또한 다성분 흡착이 모두 고려된 총괄적인 수학적 모델이 제시되었다. 다성분 기체상 흡착은 Langmuir 등온식으로 표시할 수가 있으며 물질 상호간의 경쟁 흡착이 고려되었다.
수치 계산 방법중 미시계(micro system)에서는 backward difference method가 사용되었고 거시계(micro system)에서는 central difference technique이 사용되었다.
여러가지 운전 인자, 즉 흡착율 계수, 기체 유속, 활성탄 크기, 흡착질의 수, 활성탄층의 길이, 상대 습도 그리고 초기 유입 농도 등이 활성탄 제거 효율에 미치는 영향이 조사되었다. 계산 결과 미시계를 고려한 모델이 그렇지 않은 경우보다 결과를 잘 예측할 수 있었다.
이상과 같은 모델에 의한 전산 code (MCAD-AC)를 사용해서 활성탄층의 제거 효율을 시간의 함수로 나타내었으며 이를 실험 자료와 비교하였다. 그 결과 건조 조건하에서는 매우 잘 일치하였고, 습윤 조건하에서도 상대 습도가 매우 높은 경우를 제외하고는 대체로 잘 일치하였다.
