게시판 > 질답게시판 > column 내부 profile에 관한 질문입니다.

스테파노 Stefano

12-06-12 17:48

(1) Column에 유입되는 유체의 성분여하에 따라 상부로 올라가는 증기와 하부로 내려가는 액의 유량이 정해지는 것은 지극히 당연합니다. 탑의 직경은 주로 증기의 유량에 의해 정해지기 때문에 증기유량이 어떤가 알아볼 필요가 있습니다.

증기유량이 많으면 맥주병을 꺼꾸로 놓은 형태의 칼럼이 필요하고 증기는 작고 고비점 물질이 많다면 병을 바로 놓은 형태, 그리고 증기 비율이 거의 비슷하다면 위아래의 직경이 같은 컬럼이 필요합니다.

(2) Feed중 bp가 "크다" "작다"고 표현하고 있는데 bp가 "높다" "낮다"로 표현해야 하겠지요. 용어를 잘못쓰면 혼선이 일어납니다. 함량, 농도, 온도 등는 높다, 낮다로... 크기, 질량, 밀도, 길이 등은 크다 작다로 부피 유량 등은 많다 적다로 표현해 놔야 혼선이 없습니다.

키는 크다 작다로 몸무게는 무겁다 가볍다로 표현해야 하지 "키가 무겁다" "몸무게가 짧다"라고 하면 뚱뚱하다는 것인지 홀쭉하다는 것인지 혼동스러울 것입니다.

[bp가 작은 물질이 mass fraction 작은 경우] ==> bp가 낮은 물질의 함량(농도)이 낮은 경우 이말은
"저비점 물질의 함량이 낮은경우" 혹은 고비점 물질의 함량이 높은 경우로 바꾸어서 생각해 보세요.

이런 물질은 당연히 증기함량이 낮을 것인데 거꾸로
"...feed로 들어갈 때 덜 flash되어 필요한 vapor 만큼 위로 올라갈 수록 더 vapor가 많아 지는 것이라고 생각하고..."
라고 하고 있으니 일이 거꾸로...즉 잘못되어 가고 있는 것입니다.

저비점 물질의 함량이 낮으면 Vapor 비율이 낮아져 (적어져) Vapor 유량이 줄어들겠지요.

멋진그대 rhkdskdbsp

12-06-13 08:33

네 감사합니다. 제가 당연한 것을 질문한 셈이 되어 버렸네요
용어에 대한 부분도 잘 쓰도록하겠습니다.

한가지 더 질문들 드리자면
Column에서 Feed에 유입되는 단이 윗단인지 아랫단인지에 따라서도 증기함량이 변화가 있는건가요?

스테파노 Stefano

12-06-13 10:13

(0) Column Feed되는 단을 결정하는 것은 주로 고비점 저비점 성분의 함량이고 Two-Phase로 공급될 때에는 Vapor와 Liquid의 비율에 의해 정해지는 q-line에 따라 결정합니다. Feed 되는 물질의 성분이 Column내 성분과 같은 농도가 되도록 하는 것을 기준으로 하되 (잠열을 포함한)Vapor 분율이 증가함에 따라 Feed 단이 아래로 내려갑니다.
(이 부분은 증류탑 관련 서적에서 자세히 다루고 있으므로 이를 참고해서 명확히 이해하는 것이 필요합니다. )

(1) 질문 <Column에서 Feed에 유입되는 단이 윗단인지 아랫단인지에 따라서도 증기함량이 변화가 있는건가요?>이
같은 엔탈피를 가지고 있는 Feed를 Column내의 윗단, 아랫단에 넣을 때 증기량이 달라지는가? 라는 내용이라면 "그렇다"고 답할 수 있습니다. 그런데 문제는...이는 증류탑 내에서의 압력에 따라 Flashing 되는 Vapor의 Fraction이 달라진다는 의미이지만 실제로는 증류탑의 한두단의 차이만으로는 압력차가 그리 크지 않기 때문에 "그렇지 않다"고 답해야 맞습니다.

따라서 이 질문도 앞뒤를 바뀌어서 질문해야 명확해집니다. 어느 명제가 성립해도 그 명제의 역은 성립하지 않는 경우가 있기 때문이지요.

(말을 거꾸로 하면 맞을수도 있고 틀릴수도 있기 때문이지요. "사람은 동물이다"는 맞는 말이지만 "동물은 사람이냐"는 말은 맞을수도 있고 틀릴수도 있는 것과 같습니다.)

<증기함량이 달라지면 Column Feed 단의 위치가 달라져야 하나요?> 라는 질문은 서두에서 설명한 q-line과 관련지어 바꾸어서 질문하자면 <Feed 중 Vapor 합량이 달라져 q-line이 달라진다면 Feed 단의 위치도 달라져야 하나요?>라는 질문과 일치하고 이에 대한 답변은 앞서 설명한 바와 같이 <그렇다>가 됩니다.

(2) 질문과 답변이 길어져 혼동스러울까봐 염려되어 다시 간단히 정리하자면...

1) Feed의 고비점 물질의 합량이 높을 수록 Column Feed 단이 아래로 내려가고 또,
2) 같은 농도라고 할 경우 Feed의 엔탈피값이 커질수록 (온도가 높을 수록 혹은 증기함량이 많을 수록) Feed 단이 아래로 내려가며,
3) 더욱 중요한 사항 하나를 더 추가하자면.. Top 수율이 떨어지더라도 Top의 순도를 더욱 높이고자 한다면 Feed 단의 위치가 더 내려갑니다.

같은 Feed 성분에서도 Feed 조건에 따라 Column의 기능은 약간씩 달라지지만 같은 Feed 조건에서 단의 위치가 낮아지면 나나타는 효과는 다음과 같습니다.
1) Top (저비점 성분)순도 증가
2) Bottom 성분중 저비점 농도증가 =Top 수율 감소 = Bottom 수율증가

(1) 질문 <Column에서 Feed에 유입되는 단이 윗단인지 아랫단인지에 따라서도 증기함량이 변화가 있는건가요?>이
같은 엔탈피를 가지고 있는 Feed를 Column내의 윗단, 아랫단에 넣을 때 증기량이 달라지는가?  라는  내용이라면 "그렇다"고 답할 수 있습니다.   그런데 문제는...이는 증류탑 내에서의 압력에 따라 Flashing 되는 Vapor의 Fraction이 달라진다는 의미이지만 실제로는 증류탑의 한두단의 차이만으로는 압력차가 그리 크지 않기 때문에 "그렇지 않다"고 답해야 맞습니다.

따라서 이 질문도 앞뒤를 바뀌어서 질문해야 명확해집니다.  어느 명제가 성립해도 그 명제의 역은 성립하지 않는 경우가 있기 때문이지요.

(말을 거꾸로 하면 맞을수도 있고 틀릴수도 있기 때문이지요.  "사람은 동물이다"는 맞는 말이지만 "동물은 사람이냐"는 말은 맞을수도 있고 틀릴수도 있는 것과 같습니다.)

<증기함량이 달라지면 Column Feed 단의 위치가 달라져야 하나요?>  라는 질문은 서두에서 설명한 q-line과 관련지어 바꾸어서 질문하자면 <Feed 중 Vapor 합량이 달라져 q-line이 달라진다면 Feed 단의 위치도 달라져야 하나요?>라는 질문과 일치하고 이에 대한 답변은 앞서 설명한 바와 같이 <그렇다>가 됩니다.

(2) 질문과 답변이 길어져 혼동스러울까봐 염려되어 다시 간단히 정리하자면...

1) Feed의 고비점 물질의 합량이 높을 수록 Column Feed 단이 아래로 내려가고  또, 
2) 같은 농도라고 할 경우 Feed의 엔탈피값이 커질수록 (온도가 높을 수록 혹은 증기함량이 많을 수록) Feed 단이 아래로 내려가며, 
3) 더욱 중요한 사항 하나를 더 추가하자면.. Top 수율이 떨어지더라도 Top의 순도를 더욱 높이고자 한다면 Feed 단의 위치가 더 내려갑니다.

같은 Feed 성분에서도 Feed 조건에 따라 Column의 기능은 약간씩 달라지지만  같은 Feed 조건에서 단의 위치가 낮아지면 나나타는 효과는 다음과 같습니다. 
1) Top (저비점 성분)순도 증가
2) Bottom 성분중 저비점 농도증가 =Top 수율 감소  = Bottom 수율증가

멋진그대 rhkdskdbsp

12-06-14 13:45

감사합니다
많은 도움되었습니다.
더 공부하도록 하겠습니다!