11- 깃털형 분리기의 증류 시스템 진공 펌프를 이용한 진공 유지 또는 가스 회수 방안에 대한 고찰

제가 지금 채택하고 있는 방식은 앞에 두 단계의 응축기를 연결하여 냉매를 이용해 잔여물의 일부를 냉각시키는 것입니다.진공 펌프 그룹의 배기가스는 직접 폐가스 처리 공정으로 들어가 중화됩니다.하지만 진공 펌프군 근처에는 여전히 용매 냄새가 납니다.저도 지금 더 나은 처리 방법을 찾고 있어요. 진공 펌프 교체도 포함되죠.경험이 많은 전문가들께서 의견을 나눠주시기 바랍니다.

진공기는 분류하여 처리해야 하며, 일반적으로 경제적인 방법은 펌프 전단에서의 응축입니다. 이 방법의 장점은 냉각 후 남는 잔여물을 직접 회수할 수 있어 진공펌프의 동력 요구량을 줄일 수 있다는 것입니다. 하지만 이를 위해서는 기존의 냉각 시스템이 필요합니다；진공 응축 조건이 갖춰지지 않은 작업 환경에서는 펌프 뒤에서 회수하는 방법을 선택할 수 있습니다. 이 경우 펌프에 대한 투자가 증가하며, 회수된 물질도 반드시 직접 재사용될 수 있는 것은 아니어서 오염이나 변질의 위험이 있을 수 있습니다. 진공 배기가스의 경우, 반드시 극소량의 회수되지 않은 물질이 남아 있게 되며, 이를 추가로 회수하려는 것은 경제적으로 타당하지 않습니다. 따라서 화학적 방법이나 분사 흡착과 같은 방법을 사용하여 직접 처리하는 것이 바람직합니다.

2단계 직렬 응축 방식을 사용하는 것은, 실제로 공장에서 물질을 회수하기 위해 가장 먼저 고려하는 심층 냉각형 진공 펌핑 방법입니다.저는 진공 시스템의 공정 매체 응축에 관한 자료를 많이 조사해 보았습니다. 그 결과, 진공 상태에서 기체가 응축되면서 온도가 낮아지기 때문에, 기류로부터 회수되는 물질의 양이 상대적으로 증가한다는 것을 알게 되었습니다；하지만 기류 응축 메커니즘에 의해 기류 내에 형성되는 1차 액적들은 크기가 더 작고 수량도 더 많기 때문에, 응축되지 않은 흡입 기류에 비해 회수되는 물질의 양이 실제로 더 많습니다. 동시에, 응축된 기류 내의 부유 액적들의 수량도 더 많고 크기도 더 작습니다.이것이 바로 많은 기업들이 응축기를 추가했음에도 불구하고 진공 펌프의 앞뒤에서 여전히 액체 방울이 섞여 나오고, 물질의 냄새도 여전히 심한 이유입니다.여러분도 아시다시피, 물질을 운반하는 증기가 응축기를 통과하면서 응축되어 액체 방울이 형성되는 이 응축 과정에서, 더 많고 더 작은 미세한 액체 방울들이 생성될 수 있나요?

그것은 펌프 앞에 있는 응축기의 설계가 적절하지 않은 것입니다. 최적의 설계 방식은 점진적 응축 방식이어야 합니다. 예를 들어, 응축기의 면적을 30제곱미터로 설계하여 -10도에서 냉각시키면 되지만, 실제 엔지니어링에서는 보통 20제곱미터짜리 응축기를 0도에서 사용하고, 또 다른 20제곱미터짜리 응축기를 -10도에서 사용하는 방식을 선택합니다. 단일 콘덴서의 경우 급격한 냉각이 일어나기 쉬워서 많은 액체 거품이 생기는데, 이는 마치 수용유나 유용수와 같은 현상과 비슷합니다.

1) 진공 시스템 앞에 깊은 냉각 응축기를 추가하는 것은 분자량이 다소 큰 유기물을 회수하는 훌륭한 방법이며, 동시에 후단 진공 시스템의 규모를 줄여주고 **응축 가능한 유기물의 배출과 오염도를 감소시킵니다.하지만 저분자량 유기물은 일반적인 응축 방법으로는 결코 냉각되지 않으며, 추가적인 후처리가 필요합니다. 2) 일반적인 냉각 시스템에서는 -5~5도의 냉각수를 사용하면, 분자량이 다소 큰 물질들을 효과적으로 응축시킬 수 있습니다. 이는 석유화학 산업에서 사용되는 10mbar에서 수십 mbar 정도의 압력을 가진 진공 시스템에도 적용됩니다； 3) 온도가 더 낮아 -30~-15도인 냉동 시스템에서는 물을 포함한 많은 물질들을 서리로 응축시킬 수 있으며, 유지할 수 있는 압력은 보통 몇 mbar 정도입니다； 4) 하지만 이러한 냉동 시스템의 동력과 일반 시스템의 에너지 소비량을 반드시 고려해야 합니다. 일반적으로 진공 시스템에서 사용되는 증기 분사기와 액체 링 펌프의 에너지 소비가 줄어드는 반면, 냉동 시스템의 전력 소비는 증가합니다； 5) 동시에 프리컨덴서를 잘 설계해야 하는데, 상압용의 5mbar~10mbar 수준의 콘덴서 압력 강하는 별 문제가 되지 않지만, 진공 시스템의 프리컨덴서에서는 5~10mbar의 압력 강하가 엄청난 문제가 될 수 있기 때문입니다!

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-10-3 17:48에 수정했습니다. 진공 펌핑 시스템과 관련하여, 깊은 응축을 통해 더 많은 응축액을 회수할 수 있다는 것은 확실합니다；또한 최종 응축기 출구에 고효율의 기체-액체 분리 및 거품 제거 장치를 설치하는 것도 최근에는 반드시 필요한 사항입니다. 이를 통해 깊이 응축된 후 기류 속에 떠다니는, 양이 많고 크기가 작은 액체 방울들을 효과적으로 포집하여 회수할 수 있으며, 진공 펌프의 배기구에서 미세한 액체 방울들이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 심층 응축기의 설계와 관련해서는, 앞서 언급된 다른 사람들의 조언대로, 단계별 응축 방식을 사용하는 것이 단일 단계 응축 방식보다 더 유리합니다. 이는 운영의 유연성, 신뢰성, 그리고 응축 효율 등의 측면에서 그 장점이 나타납니다. 고효율 기체-액체 분리 거품 제거기의 경우, 전통적인 메시식·필터식 거품 제거기를 대체하기 위해 날개형 분리 거품 제거기 기술이 도입됩니다. 이를 통해 메시식·필터식 거품 제거기에서 분리된 액체 방울들이 아래로 가라앉는 과정에서 다시 상승하는 기류와 섞여서 분리 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 고효율적이고 정량적인 분리가 가능합니다. 게다가 압력 강하가 적고, 막힘 현상이 없으며, 예비 부품도 필요하지 않다는 명확한 장점도 있습니다. 연잎형 분리 거품 제거기의 기술 사양에 대해서는, 본 해천화공 포럼 내의 http://bbs.hcbbs.com/thread-1354813-1-1.html 링크를 통해 더 많은 정보를 확인하실 수 있습니다.

어떤 방법으로 배기가스 성분을 회수할지는, 모든 것이 배기가스의 구성 성분과 그 물리화학적 특성에 달려 있습니다!

어떤 재활용 방식이 좋다고 단순히 말할 수는 없다 — 이것은 당연하게 여기는 주장이다

이 게시물은 마지막으로 luoli519에 의해 2023-10-3 17:49에 수정되었습니다. 배기가스에서 액상 성분을 회수하는 기술로, 국제적으로 사용되는 효율적인 포집 및 회수 기술입니다. 이때는 배기가스의 구성 성분과 물리화학적 특성도 고려해야 합니다；실제 작동 조건에서의 유체역학적 분리와 관련된 유체 흐름 속도, 압축 효과 및 그에 따른 유체 흐름 상태도 고려해야 하며, 적절한 분리 기술을 올바르게 선택해야 한다.그렇지 않으면 효과적이고 정량적이며 효율적인 분리를 실현할 수 없습니다.기체-액체 분리 과정은 반드시 동역학적 분리 과정이며, 정적인 매질의 조성 및 물리화학적 특성뿐만 아니라 해당 작동 조건에서의 유동 상태 파라미터도 고려해야 한다. 해외에서는 수십 년에 걸쳐 다양한 기체-액체 분리 기술들을 체계적으로 연구하고 검증해 왔으며, 배기가스 내 성분 회수를 위해 날개형 분리 기술과 다중 요소 회전류식 모/자 기체-액체/고체 분리 기술을 꾸준히 추천해 오고 있습니다.전자는 중압 이하의 압력 조건에 적합한 반면, 후자는 주로 고압 및 초고압 조건에 적용됩니다.

이 게시물은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:23에 수정했습니다. 또한, 여기에는 NOVEL 노위에너지기술회사가 해천화공포럼에서 발표한 다음과 같은 전문적인 토론 게시물들도 함께 소개되어 있습니다. 여러분도 해당 링크를 통해 토론에 참여할 수 있습니다: 14. 보일러 연도 가스의 습식 탈황 과정에서 사용되는 회전류관/회전류판형 거품 제거기와 관련된 문제들에 대해서는 http://bbs.hcbbs.com/thread-1599605-1-1.html 링크를 통해 토론에 참여해 주세요. 15. 천연가스 프로젝트의 집중/배급 유닛용 기체-액체 분리기의 내부 부품 선정 문제에 대한 논의는 http://bbs.hcbbs.com/thread-1598340-1-1.htmll 링크를 통해 참여해 주시기 바랍니다. 16. 천연가스 탈수장치의 저온 분리기 출구에서 액체가 발생하고 이슬점이 기준을 초과하는 문제에 대해서는, http://bbs.hcbbs.com/thread-1596842-1-1.html 링크를 통해 논의에 참여해 주시기 바랍니다.

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:23에 수정했습니다. 35. 사이클로볼렌설폰 장치의 이산화황 생산 공정에서 액체 황 거품을 제거하는 방법에 대한 논의는 http://bbs.hcbbs.com/thread-1616252-1-1.html에서 확인할 수 있습니다.

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:23에 수정했습니다. 38. 염소알칼리 공장의 폐가스와 코크스 오븐 가스를 혼합하여 연소할 때 발생하는 잉여열을 회수하고, 냉각 및 세척 과정에서 발생하는 기체에 포함된 액체 방울을 제거하는 방법에 대해서는 http://bbs.hcbbs.com/thread-1617257-1-1.html 링크를 통해 논의에 참여해 주시기 바랍니다.

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:24에 수정했습니다. 여기는 장쑤성의 한 기업에서 보낸 이메일인데, NOVEL사에 요청하여 진공 펌프를 이용한 용매 회수 시스템에 사용할 수 있는 유엽 분리기를 설계해 달라는 내용입니다.

이 게시물은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:24에 수정했습니다. 이 깃털 모양의 분리기는 증류탑의 진공 펌프를 이용해 용매를 회수하는 데 사용됩니다.그 작동 조건은 다음과 같습니다: 1. 진공 펌프의 흡입 및 배기 온도: 15~25℃； 2. 진공 펌프의 배기 온도: 2kPaG； 3. 기상 유량: 600Nm^3/h; 4. 배기 응축액의 액상 조성: 톨루엔 62%, 나머지는 트리부틸톨루엔.

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:24에 수정했습니다. 고객이 요구하는 깃털형 분리기의 기술 사양은 다음과 같습니다: 1. 진공 펌프에서 배출되는 용매 액적 및 거품을 회수하는 성능: 2N 등급의 분리 기술을 통해 5마이크론 이상 크기의 용매 액적 및 거품을 회수할 수 있어야 합니다. 2. 직경 200mm 진공 펌프 배기관 라인에 설치됨； 3、재질: SS304.

이 게시물은 마지막으로 luoli519가 2023-10-3 17:50에 수정했습니다. 아래 사진은 특정 동역학 분리 기술 회사가 고객에게 제공한 G50형 날개형 분리기의 특허 부품 사진입니다

이 게시물은 마지막으로 luoli519가 2019-1-31 18:29에 수정했습니다. 국제적인 동역학적 기체-액체 분리용 내부 부품 기술의 발전 현황, 그 내부 부품의 구조, 그리고 관련된 기술적 특성에 대해서는 아래 자료를 참고해 주십시오

이 게시글은 마지막으로 luoli519가 2023-9-26 15:25에 수정했습니다. 동역학적 분리 기술 및 그 관련 부품의 설계 계산에 대해 다음과 같은 사항을 알려드립니다: 국내외 일부 제조업체들도 NOVEL사의 날개형 분리 부품을 모방하여 사용하기 시작했습니다.하지만, 깃잎 분리 기술은 그 정밀한 동역학적 분리 시스템 플랫폼 설계 기술을 바탕으로 얻어진 설계 결과와 구성 형태입니다.다양한 온도와 압력 조건 하에서의 기상의 성분 및 평균 분자량, 공기를 기준으로 한 기체의 비압축 계수, 기상의 점도, 기상의 밀도, 기상의 유량, 그리고 액상의 밀도, 액상의 점도, 액상의 표면 장력, 최대 액상 유량과 같은 유체역학적 파라미터들을 바탕으로, 정밀한 동역학적 분리 시스템 플랫폼 설계 기술을 통해 얻어지는 설계 결과와 구성 형태가 반드시 고려되어야 합니다.

이 게시글은 마지막으로 luoli519에 의해 2017-1-16 12:01에 수정되었습니다. 동일한 작동 조건과 공정 데이터를 가지고 있음에도 불구하고, 비전문적인 회사에서 계산하여 얻은 결과와, 전문적인 동역학 분리 기술 회사가 자사의 정밀한 동역학 분리 계산 플랫폼을 이용해 얻은 결과는 상당히 다릅니다.그중 가장 주요한 설계 계산상의 차이점 중 하나는, 해당 작동 조건에서의 기상 압축계수의 차이에 있습니다. 알아두어야 할 점은, 정밀하고 신뢰성 있는 동역학적 분리 기술 및 그 구성 요소들은 반드시 사전에 모델 플랫폼을 이용한 실험을 통해 검증되어야 한다는 것입니다.사전 모델 플랫폼 테스트에서 가장 안전하고 쉽게 구할 수 있는 기상 매질은 바로 공기입니다.따라서 국제적인 동역학적 분리 사전 모델들은 모두 공기를 매질로 하는 시스템입니다.동역학적 분리 시스템 플랫폼 모델을 사용하여 실제 작동 조건에 무한히 근접하게 만들려면, 실제 작동 조건에서의 기상을 대기압 하의 공기를 기준으로 삼아, 대기압 하의 공기에 대한 압축 계수를 구해야 한다.이 압축계수는, 매뉴얼에 나와 있는 이상기체를 기준으로 한 압축계수 값과는 상당히 다릅니다!! 비전문적인 동역학 분리 기술 회사들이 사용하는 압축 계수는, 매뉴얼에서 찾아볼 수 있는 이상 상태에서의 압축 계수 값입니다.이 이상적인 압축계수를 사용하여 계산된 작동 조건에서의 부피 유량 속도는, 실제 작동 조건에서 동역학적 분리 기술을 통해 측정된 부피 유량 속도와 상당한 차이가 있습니다.작동 조건 하에서 다른 과류 부피 유속에 따라 얻어지는 분리 효율은 당연히 큰 차이가 납니다!기업들은 자사의 분리기의 분리 효과가 설계값에 비해 훨씬 떨어진다고 불평하고 있습니다. 이상기체 압축계수를 준대기압 하의 공기 상대 압축계수로 오인하여 설계 계산에 사용한 것이, 국내외 기업들이 설계·제작한 분리기의 실제 분리 효율과 계산된 분리 효율 사이에 큰 차이가 발생하는 원인입니다.즉, 매뉴얼에 나와 있는 이상적인 상태의 압축계수를 그대로 복사한 것이며, 동역학적 분리 설계 모델에서 유속과 관련된 파라미터 변환에 사용되는 압축계수는 표준 대기압 하의 공기를 기준으로 하는 압축계수를 의미합니다!

사전 동역학적 분리 설계 모델에서 유속과 관련된 압축 계수에 큰 오류가 있어 설계 결과에 오차가 생긴 것 외에, 내부 부품 구성 문제에 대해 논의하겠습니다. 전문 동역학 분리 기술 회사의 사전 동역학 분리 계산 설계 시스템 플랫폼은, 정확히 말하자면 하나의 동역학 분리 내부 구성에만 대응합니다. 즉, 내부 유로의 기하학적 파라미터들, 예를 들어 유로의 길이, 반복적으로 분리가 이루어지는 단위의 수, 각 분리 단위 간의 거리, 분리 단위의 길이, 운동량 변환 각도, 운동량 변환 횟수, 액체의 반사 및 수집 각도, 2차 유로 내 액체 저장 공간의 크기, 2차 유로의 막힘 방지 구조, 2차 유로의 2차 회전 방지 기하학적 형태 등이 모두 일대일로 대응됩니다.반면, 국내외의 비전문적인 분리 기술 회사들은 블라인드와 같은 외형만을 모방하는 데에만 급급할 뿐, 유로의 폭이나 길이, 그리고 유로 내부의 파라미터들은 전혀 고려하지 않습니다. 어차피 많은 설계사무소와 발주처들도 이들과 마찬가지로 동역학적 분리 기술에 대해 잘 모릅니다. 그래서 외형만 블라인드와 비슷하게 만들고, 원가를 줄이기 위해 저가로 입찰하여 낙찰받는 것입니다. 그 결과, 내부 부품들 사이의 간격은 표준값보다 몇 배나 커지고, 유로의 길이는 표준값의 몇 분의 1에 불과해집니다. 이런 식으로 만들어진 소위 ‘동역학적 기체-액체 분리기’가 과연 효율적으로 작동할 수 있을까요?!설계원과 입주자 여러분께서는 신중히 판단해 주시기 바랍니다.