합성탑은 병렬로 하는 게 좋을까, 직렬로 하는 게 좋을까?
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최근 30만 톤 규모의 메탄올 생산 설비에서 메탄올 합성탑을 도입하려고 합니다. 이때 합성탑을 병렬로 연결하는 것이 좋을까, 아니면 직렬로 연결하는 것이 좋을까요? 현재 상태: 신선 가스 10만, 탑 공급 가스 66만；신선가스 일산화탄소 30%, 탑입가스 26%, 탑출가스 일산화탄소 25%；일본에서 생산된 원유 메탄올의 양은 1,152톤이며, 이 중 수분 함량은 1.5%입니다； 탑 진입 온도 225℃, 탑 출구 온도 254℃；촉매 충전량 34.5m3.
관측 시에는 주로 신선한 기체 성분과 원래의 탑 형태를 고려하여 판단하며, 또한 동력의 범위도 함께 고려해야 합니다.기질이 좋고 관성이 낮은 경우에는 병렬 연결이 적합하며, 기질은 평범하지만 관성이 높은 경우에는 직렬 연결을 사용합니다. 초기형 타워의 경우에는 수냉식 파이프 형태를 사용하면 직렬이든 병렬이든 모두 가능합니다. 초기형 타워가 공냉식 타워인 경우에는 직렬 연결이 가장 좋으며, 앞단에 큰 규모의 수냉식 합성 장치를 설치하는 것이 좋습니다.
여러분은 이미 하나의 합성탑을 가동하고 있을 텐데, 다른 탑을 추가하려면 반드시 직렬로 연결해야 합니다. 병렬로 연결할 경우 기존에 설계된 합성탑의 촉매가 낭비됩니다(촉매의 설계 부하에서 크게 벗어남). 또한 두 탑의 출구 온도도 서로 심각하게 영향을 미치며, 특히 부하를 조절할 때 그렇습니다. 직렬 연결은 메탄올 분리기 출구의 순환 가스 주관에 설치되는 메탄올 합성 시스템과, 메탄올 방출 가스 시스템에 설치되는 또 다른 메탄올 합성 시스템으로 나뉩니다.전체 메탄올 수율은 병렬 방식보다 높으며, 핵심은 촉매 선택에 차이를 두어 온도 조절 및 품질 관리 역할을 할 수 있도록 하는 것입니다. 배기가스를 처리할 때는 압력을 높이는 장치를 함께 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 고압 메탄올 합성 탈탄 공정을 진행할 수 있습니다. 만약 메탄올 배기가스를 이용해 합성암모니아를 생산하거나 수소를 추출하고자 한다면, 배기가스에 해당 장치를 설치하는 것이 가장 좋습니다. 이는 고압 메탄올화 탈탄 공정과 같은 역할을 합니다.
촉매 활용률의 관점에서 보면, 당연히 병렬이 좋습니다.
직렬 연결은 촉매층의 높이를 높이는 것과 같고, 병렬 연결은 촉매층의 너비를 넓히는 것과 같습니다. 현재 국내에서는 성공적인 병렬 연결 사례가 있습니다.
우리 회사의 대형 장치들은 모두 직렬 및 병렬 방식을 사용하는데, 신선 가스의 경우는 직렬 방식이고, 순환 가스의 경우는 병렬 방식입니다.