2025/01 31

simple distillation column

1,2-dichloro ethane과 1,1,2-trichloro ethane의 분리를 위해 아래와 같이 진행하였다. 먼저 component를 지정하고, fluid package는 Peng_Robinson 상태방정식을 define한다.​​distillation column을 선택하여 아래와 같이 입력한다.​​ ​​아래와 같이 converged되었다.​​이제는 reflux ratio가 아니라 boilup ratio로 spec을 변경하기 위해,​​현재 계산값이 1.922이므로 이 값을 spec으로 define한다. ​​reflux대신 boilup spec을 active로 하여 다시 running을 하면,​​결과적으로 OVHD는 60kgmol/h가 배출되며,​​이때의 top과 bottom의 compositio..

Process Simulation 2025.01.14

Packing column internals, Liquid Distributor 이해

liquid distributor는 packing tower의 각 bed로부터 150~200mm 상부에 설치되어 가스가 distributor를 통과하기전 bed로부터 disengage되도록 충분한 공간을 제공한다.​​high efficiency packing이 사용되는 곳에 high perormance distributor가 놓이며 특히 bed 높이가 큰 경우 packing tower 성능을 극대화하기 위해 high performance distributor를 사용한다.​​re-distributor는 distributor와 동일한 설계이지만 gas riser cover가 포함된다. packing tower내 bed를 여러개 설치하는 이유는 feed introduction, liquid cross-mixi..

기계장치설계 2025.01.09

Packed column vs. Tray column

Internal은 한번 설치하면 쉽게 access를 할 수 없고 turn down이나 feed유량 및 조성 변화에 대해 쉽게 조절할 수 없어서 이에 대해 설계단계에서 적절한 type을 선정하도록 type별 특징을 비교 검토해야 한다.​​Plate (tray) column과 packed column의 주요 차이는 아래와 같다. Packed Columns or Packed TowerPlate Column or Tray Tower주로 600mm 이하의 작은 column에 적용한다. (D주로 상대적으로 직경이 크거나 이론단수가 큰 경우 적용한다. (D>1m)Capacity가 작은 공정에 적용한다.가스 및 액체의 폭넓은 유량에 적용한다.부식성 유체에 적용한다. 값싼 세라믹 재질이나 부식 저항성이 높은 재질을 사용..

기계장치설계 2025.01.09

Column Set-up & Column Internals

Column Set-Up​혼합물이 도입되어 상대휘발도 차이에 의해 상부로 overhead product (top product, distillate)와 하부로 bottom product (bottoms)로 분리된다.​​전형적인 column set-up은 아래 configuration과 같다. feed는 예열이 된 후 column으로 들어가며 bottom에서는 포화액체를 reboiler에서 스팀을 이용하여 포화증기를 만들어 다시 column으로 return된다. reboiler로 들어가는 액체의 일부는 증발되고 일부는 다시 liquid로 나와 feed를 예열하고 bottoms를 얻게 된다.​vapor는 상부로 올라가 물질 및 열이 전달된 후 overhead vapor로 나와 condenser에서 응축이 된..

기계장치설계 2025.01.09

Thin Film Evaporator (TFE) Vs. Falling Film Evaporator (FFE)

evaporator는 제약, 식음료, 펄프, 제지, 화학, 고분자, 레진, 무기염, 산이나 염기 등 다양한 분야에서 사용되며 evaporation은 nonvolatile solute와 volatile solvent의 solution을 농축하여 solvent의 일부를 증발시켜 concentrated solution이나 slurry, thick, viscous liquid를 만드는 공정이다.​​evaporation은 drying과 달리 처리이후 residue가 solid가 아닌 유체이며, 아울러 distillation과 다른 점은 vapor를 각 성분으로 분리하지 않는다.​​evaporator는 열교환기나 heated bath, valve, manifold, control, pump, condenser등으로..

기계장치설계 2025.01.08

오존 DeNOx system 이해

대기오염물질인 NOx를 제거하기 위한 기술로 암모니아수나 요소수로부터 만든 암모니아 가스를 이용하거나 오존을 이용할 수 있다.​​굴뚝에서 나오는 NOx가 물에 녹지 않는 상태로 굴뚝을 통해서 배출이 되며, 이 NOx가 공기중에서 광화학 반응을 통해 미세먼지가 된다. 미세먼지는 폐의 허파꽈리로 직접 침투하여 인체에 위험하고 중금속도 포함하고 있어서 사회적으로 많은 문제가 되고 있다.​​NOx를 제거하기 위한 전통적 방식인 SCR은 효율이 70~90%이며 단점으로는 투자비용이 크고 예열이 필요하며 수명이 짧고 암모니아가 누출될 수 있으며, 설비 부식문제가 있다.​​반면 산화제로 오존을 이용할 경우 NOx에 대한 강한 산화특성이 있고 반응이 빠르며 제거효율이 높다. 단점으로는 설비 투자비가 높고 에너지 소모량..

기계장치설계 2025.01.07

Gear pump 이해

Gear pump는 PD (positive displacement) pump의 종류로서 gear들의 interlocking 작동에 의해 반복적으로 fixed volume을 채우고 (vacuum force에 의해) 다시 기계적으로 downstream에 전달하여 이동시키는 cyclic pumping action이다. ​​pulse가 없이 기어의 회전속도에 비례하여 안정적으로 유체를 이송시키며, 특징으로는 고점도 유체를 매우 높은 압력으로 보낼 수 있다. 후단 압력에 무관하게 일정한 speed에서는 일정한 유량이 배출되며 후단 압력이 증가하면 그에 비례하여 소모되는 에너지는 증가하게 된다.​​Inlet port는 맞물린 기어가 풀려 체적이 늘어나서 압력이 감소하고, outlet port는 기어가 맞물려 돌아가..

기계장치설계 2025.01.07

SIF (Safety Instrumented Function) 이해

설비 자체나 사람, 환경에 잠재적 손상을 줄 수 있는 공장이나 설비에 대해서는 protective function이 필요하다. 즉, 이를 위해 trouble이 예상될 때 미리 sensing instrument를 이용하여 protective function을 수행하는 것이 IPF (Instrumented Protective Function)이라고 하며 이것이 SIF의 개념이다.​​Safety function은 위험한 상황에서 안전을 확신시키는 메커니즘이라고 할 수 있으며 집안에서 흔히 볼 수 있는 압력밥솥은 일정 시간이 되어 미리 설정해둔 압력을 초과할 경우 rupture disk가 열려 스팀을 배출하므로서 밥솥이 폭발이 되지 않도록 보호할 수 있는데 이것도 safety function이라고 할 수 있다...

Sight glass 이해

Sight glass는 sight window나 view port라고도 하며, 튜브나 배관에 설치하여 양면의 Glass를 통해 유체의 흐름 상황을 감시할 수 있고, 저장 용기내부의 액위나 운전 상태를 육안으로 볼 수 있다. ​Sight glass는 사용자 편의를 기준으로 DRIP-LIP, FLAPPER, BALL등 여러 type으로 나눌 수 있으며 DRIP-LIP TYPE의 경우는 내부에 장애물이 없이 양면의 GLASS를 통해 직접 유체 흐름을 확인하는 형식이다. FLAPPER TYPE은 위 타입에서 FLAPPER가 추가되어 유체 흐름으로 인한 FLAPPER의 개폐 정도를 통해 유량을 가늠할 수 있다. BALL TYPE의 경우 내부에 BALL이 있어 유체 흐름으로 인한 BALL의 움직임을 통해 유체 상황..

배관설계 2025.01.05

condensate recovery system 이해

​​plant start-up시 흔히 일어나는 상황중 하나가 steam condensate return문제로서.. 원하는 유량의 condensate가 이송이 안되거나 진동이나 소음, hammering등 mechanical trouble로 이어지기도 한다.​​condensate는 보통 saturated condition에서 운전되기 때문에 다루기 매우 까다롭고 two phase상태로 이송되며 piping configuration에 따라 다양한 flow regime이 전개되므로 거동을 예상하기도 쉽지 않다. 따라서 이러한 현상을 최소화하기 위해 설계단계에서 검토하여 도면에 반영해야 한다.​​일반적으로 condensate source가 되는 steam trap이나 열교환기들은 grade가 낮은 elevatio..

배관설계 2025.01.05