column tray 단수와 효율의 관계

 

아래의 운전 조건을 이용, simulation을 수행하여 단수와 효율의 관계를 check해 보았다.

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feed는 benzene과 toluene이 각각 60mol%, 40mol%이며 유량은 204kmol/h이다. 운전조건은 1atm, 25C이며 이 조건으로 column에 들어간다. reflux ratio는 1.59 (mol based)이고, top의 spec은 benzene이 95mol%이며, bottom의 spec은 benzene이 5mol%이다.

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우선 program default대로 단수를 10단으로 유지한 후,​

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top과 bottom압력은 1atm으로 define하고, reflux ratio 1.59를 입력한다. 결과를 보면 degree of freedom은 0인데 distillate rate가 define이 안되어 수렴이 되지 않았다.​

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top spec을 적용하면,​

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아래와 같이 converged되었다.​

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아울러 spec도 맞추었다.​

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다만, 현재 각 단에서 고려된 효율이 모두 100%로 되어 있어서, (이 경우, 이론단수와 실제단수가 같다.)​

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이에 대해 실제 운전을 감안하여, 효율을 75% 고려하면,​

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결과를 보면 효율 저하로 bottom의 spec은 맞추지 못했다. (즉, 실제단수 10단, 이론단수는 7.5단을 적용)​

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그래서 actual tray를 10단에서 13단으로 늘리면, ​

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아래와 같이 bottom의 benzene fraction이 spec인 5%이하가 되었다.​

 

따라서 이와 같은 경우, B-T 분리는 효율이 75%에서 actual tray 13단을 적용하면 performance를 만족한다.

 

#tray

#efficiency