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2024/12/24 8

Compressor efficiency VS. outlet temperature

compressor는 에너지를 투입하여 기체의 압력을 상승시키는 기계로서 이 때 가해지는 에너지는 모터를 통해 임펠러를 회전시키는데 사용되며 이 과정에서 효율이 결정되며 효율이 낮을수록 투입된 에너지 대비 가스에 전달되는 power는 줄어 들게 되고 나머지는 모두 마찰손실 등으로 loss가 된다. 이러한 loss로 인해 결국 outlet gas temperature는 증가하게 된다.​​이러한 관계를 규명하기 위해 compressor를 simulation하였다. component를 define할 때 pure component외에 가상의 조성을 define해야 한다.​메탄: 0.33에탄: 0.143프로판: 0.101N-부탄: 0.098I-부탄: 0.08N-펜탄: 0.069I-펜탄: 0.059N-헥산: 0.0..

Process Simulation 2024.12.24

수소 버스의 위험과 안전 - Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC)

연료전지 수소 충전소는 운전이나 안전 요구사항 측면에서 압축 천연가스인 CNG (compressed natural gas) 충전소와 유사하다.​​수소 버스를 설계할 때 가장 중요한 부분이 점화원은 항상 안전하게 관리 및 버스 운행시에도 주변에 존재해서는 안된다. 아래 화재 삼각형에서 fuel은 수소로서 당연히 존재하고, 산소도 주변 공기중에 존재하므로 결국 heat인 점화원을 관리해야 화재 폭발을 방지할 수 있다.​Fire triangle. Source: Wikipedia​수소는 인화성이 매우 큰 물질이지만 가벼워 공기중에서 확산이 빠르게 진행되어 LEL을 빠르게 벗어나기 때문에 공기중에서 폭발의 위험이 낮다. 폭발범위 (4~74%)가 매우 넓어 (1.4~7.6% for gasoline, 5.3~15% ..

시사 & 이슈 2024.12.24

LOPA 개론

LOPA란 Layer of Protection Analysis의 약어로서 IPL (Independent Protection Layer) 기준을 만족하는 safeguard를 identify할 수 있는 semi-quantitative methodology라고 할 수 있다. (위험성을 분석하고 평가하기 위한 간단한 정량적 도구)​​​위험성 평가를 할 때 시나리오로서 여러 개의 cause-consequence가 존재하더라도 하나의 cause-consequence pair에 국한하여 평가한 후 다른 pair에 대해 평가를 수행한다.​​​1990년대 develop된 LOPA는 위험성평가의 tool로서 이용되기 시작하면서, CCPS (Center for Chemical Process Safety)에서 2001년 La..

Hydrogen Reformer 이해

수소 생산 공정별로 효율, 순도, 탄소 배출량에 차이가 있고, 수소 생산은 많은 에너지 소비가 동반되므로 경제성과 직결이 된다. 상업적으로 수소를 생산하는 공정으로는 SMR (Steam Methane Reforming, 스팀 개질), POX (Partial Oxidation, 부분 산화), ATR (AutoThermal Reforming, 자가열 개질) 그리고 수전해 (Electrolysis)가 있다.SMRATRPOXElectrolysis효율75~8075~8070~8065~80순도95~99.9995~99.9995~99.99~100탄소배출량 (kg CO2 / kg H2)910~200~25 (전력망의 전력 생산 source에 의존) SMR은 900도에서 화석연료가 스팀과 반응하며, 생산 원가가 저렴하여 가장..

공정설계 2024.12.24

column tray 단수와 효율의 관계

아래의 운전 조건을 이용, simulation을 수행하여 단수와 효율의 관계를 check해 보았다.​​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.​​우선 program default대로 단수를 10단으로 유지한 후,​​top과 bottom압력은 1atm으로 define하고, reflux ratio 1.59를 입력한다. 결과를 보면 degree of freedom은 0인데 distillate rate가 d..

Process Simulation 2024.12.24

Piping General Requirement for Flare Lines

PSV는 화학공장의 안전을 지키는 최후의 보루로서 과압 시나리오 검토에 따라 적절한 계산식을 적용하여 relief load를 산출한다. 하지만 relief load 산출 못지 않게 중요한 것이 설치이다. 실제로 PSV자체는 제대로 설계 및 구매를 하였지만 현장에서 PSV와 관련된 설치 이슈로 인해 작동에 문제가 되거나 인허가 단계에서 지적을 받는 사례가 매우 많다.​​ 아래 내용은 주로 flare line의 배관 설계와 관련된 API 520 혹은 engineering practice이다.​1. 배관 size는 최소 2"를 권장한다.​2. 압력용기와 PSV 사이의 배관 size는 적어도 PSV inlet connection이상이어야 한다.​3. PSV outlet 역시 built-up back pressu..

배관설계 2024.12.24

압력용기 각인 분류 기준 - 인허가 사항

압력 용기의 안전검사 관련 각 법률에서 규정하는 기준 및 압력 용기의 정의에 대해 고압법, 에너지법, 산안법 그리고 화관법의 관련 내용을 살펴보았다.​​ 산안법​제93조(안전검사) ① 유해하거나 위험한 기계ㆍ기구ㆍ설비로서 대통령령으로 정하는 것 (이하 “안전검사 대상기계등”이라 한다)을 사용하는 사업주 (근로자를 사용하지 아니하고 사업을 하는 자를 포함한다. 이하 이 조, 제94조, 제95조 및 제98조에서 같다)는 안전검사 대상기계등의 안전에 관한 성능이 고용노동부장관이 정하여 고시하는 검사기준에 맞는지에 대하여 고용노동부장관이 실시하는 검사 (이하 “안전검사”라 한다)를 받아야 한다. 이 경우 안전검사 대상기계등을 사용하는 사업주와 소유자가 다른 경우에는 안전검사 대상기계등의 소유자가 안전검사를 받아..

안전설계 2024.12.24

P-70-2012_화염 방지기 설치 등에 관한 기술 지침

목적 폭연, 폭굉의 화염 전파 방지를 위한 화염 방지기 설치에 관한 기술 지침​ ​​적용 범위​인화점 60도 미만의 인화성 액체의 증기나 가연성 가스를 대기로 방출하는 설비나 화염의 전파가 우려되는 배관등에 적용하며 인화점이 38~60도인 경우에는 화염방지기 대신 인화방지망을 설치할 수 있다. (개정된 위험물 안전 관리법 시행규칙에 따라 38도 미만은 무조건 화염 방지기를 설치해야 함.) 하지만 인화점이 100도 이하이더라도 저장온도가 인화점을 초과하는 경우에는 화염방지기를 설치해야 한다. ​위험물 안전관리법 시행규칙부칙 제3조(화염방지장치 및 인화방지장치 설치에 관한 경과조치) 부칙 제1조 제3호에 따른 시행일 전에 법 제6조제1항 본문에 따른 설치허가를 받은 옥외탱크저장소의 경우에는 별표 6 Ⅵ 제7..

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