게시판 > 질답게시판 > pro/ii를 이용한 흡수-재생탑 설계 중 궁금증이 생겨 질문 남깁니다.

스테파노 Stefano

20-07-20 07:12

(A1) <.. condenser와 reboiler의 heat duty가 운전비를 결정하는 중요한 변수이기 때문에 variables로 설정한 것이 맞는지...>
맞습니다. Condenser에서 응축을 위한 에너지, Reboier에서 증발을 위한 에너지는 공정성능의 기본이되는 정보로 에너지 비용을 최소가 되는 운전조건이나 공정을 찾아내는 과정이 공정설계 과정에 해당하기 때문입니다.

그렇지만 이들만을 반드시 변수로 한정될 필요는 없습니다. 경우에 따라서는 에너지를 (수렴영역 내에서) 상수값으로 해두고 다른 변수를 찾아낼 수도 있습니다. 예를 들어 Column의 단수가 최적화 되지 않은 경우 위의 두 변수를 상수로 두고 환류비와 단수 중 어느 하나를 변수로 두고 다른 변수의 해를 찾을 수도 있습니다. 공정모사에서 자유도(Degree of freedom, DOF)를 점검해 봐서 과잉으로 Spec을 주면 해가 없을 수가 있고(No DOF), Spec이 부족하면 자유도가 많아서 (Too Much DOF) 해를 구해내지 못할 수도 있습니다. 공정모사과정에서 나타나는 Error Message들로부터 스스로 터득해 보시기 바랍니다.

(A2) <.. CO2의 loading 값을 너무 높지 않게 유지하기 위해 boilup ratio를 특정 값으로 설정해준다 하였는데 CO2의 loading 값과 boilup ratio 간에 어떤 직접적인 관련이 있는 것인지..>
흡수된 용액중 CO2 Loading이 정해져 있더라도 재생후 흡수액중의 CO2 잔량에 따라 흡수액의 Net Loading이 정해지고 그에 따라 Boil-up Ratio뿐만 아니라 순환해야 할 흡수액의 양이 결정되기 때문에 직접 관련이 됩니다.

(A3) 공정모사시 정해둔 Spec 조건내에서 해가 없는 경우 나타난 <Error Messages> 중의 하나에 해당합니다. 정해줬던 조건을 Mild하게 해주고 나서 점점 극한치를 찾아가도록 하세요. 정해논 조건이 해당 화학반응이 열역학적으로 불가능한 영역에 들어있기 때문에 나타난 것으로 봅니다. 예를 들어 CO2 Loading 값이 화학평형값을 초과하고 있다거나 재생후 잔류 CO2량이 화학평형 값으로부터 벗어나 있는 경우에 해당합니다.

(A4) <.. initial column estimate를 하는 이유가...>
미리 정해놓은 수치계산 알고리즘을 이용해 해를 구하고자 하는 과정에서 수렴속도를 높이기 위해 해의 존재영역을 미리 정해두는 방버의 하나입니다. 경찰이 범인을 잡을 때 수색범위를 미리 정해두고 수색하는 방법에 해당합니다.

그렇지만 이들만을 반드시 변수로 한정될 필요는 없습니다.  경우에 따라서는 에너지를 (수렴영역 내에서) 상수값으로 해두고 다른 변수를 찾아낼 수도 있습니다.  예를 들어 Column의 단수가 최적화 되지 않은 경우 위의 두 변수를 상수로 두고 환류비와 단수 중 어느 하나를 변수로 두고 다른 변수의 해를 찾을 수도 있습니다.    공정모사에서 자유도(Degree of freedom, DOF)를 점검해 봐서 과잉으로 Spec을 주면 해가 없을 수가 있고(No DOF),  Spec이 부족하면 자유도가 많아서 (Too Much DOF) 해를 구해내지 못할 수도 있습니다.  공정모사과정에서 나타나는 Error Message들로부터 스스로 터득해 보시기 바랍니다.

(A2) <.. CO2의 loading 값을 너무 높지 않게 유지하기 위해 boilup ratio를 특정 값으로 설정해준다 하였는데 CO2의 loading 값과 boilup ratio 간에 어떤 직접적인 관련이 있는 것인지..> 
흡수된 용액중 CO2 Loading이 정해져 있더라도 재생후 흡수액중의 CO2 잔량에 따라 흡수액의 Net Loading이 정해지고 그에 따라 Boil-up Ratio뿐만 아니라 순환해야 할 흡수액의 양이 결정되기 때문에 직접 관련이 됩니다.

(A3) 공정모사시 정해둔 Spec 조건내에서 해가 없는 경우 나타난 <Error Messages> 중의 하나에 해당합니다.  정해줬던 조건을 Mild하게 해주고 나서 점점 극한치를 찾아가도록 하세요.   정해논 조건이 해당 화학반응이 열역학적으로 불가능한 영역에 들어있기 때문에 나타난 것으로 봅니다.   예를 들어 CO2 Loading 값이 화학평형값을 초과하고 있다거나  재생후 잔류 CO2량이 화학평형 값으로부터 벗어나 있는 경우에 해당합니다.

(A4) <.. initial column estimate를 하는 이유가...>
미리 정해놓은 수치계산 알고리즘을 이용해 해를 구하고자 하는  과정에서 수렴속도를 높이기 위해 해의 존재영역을 미리 정해두는 방버의 하나입니다.     경찰이 범인을 잡을 때 수색범위를 미리 정해두고 수색하는 방법에 해당합니다.

캠린이

20-07-21 10:41

스테파노님 혹시

Isothermal Flash NOT SOLVED after 200 iterations

라는 오류도 마찬가지로 열역학적으로 불가능한 영역에 들어 나타나는 오류가 맞나요?

이럴 경우 스스로 parameter들을 바꿔가며 터득하는게 최선의 방법인지 여쭤보고 싶습니다 !

Stefano

20-07-21 12:37

Isothermal Flash Calculation은 흔한 공정계산에 해당합니다. 온도를 정해두고 Feed Liquid를 Let-down Valve와 Flash Drum을 통과시키면서 원하는(즉 Spec으로 정한) Vapor(혹은 종속적으로 얻어지는 Liquid )를 분리해 내는 비교적 간단한 계산입니다. 그러나 성분종류가 많은경우 수계산하려면 아주 귀찮은 계산에 해당합니다.

이 경우의 예를 들자면..

만일, 이때 제한값으로 공급열량을 Q kcal로 제한한 Spec으로 주어졌다면 이 열량 Q만으로는 부족하여 Flashed Vapor를 얻을 수 없습니다. 그럴 경우라면 Liquid중에 남아있는 저비점 성분의 농도가 높을 뿐만 아니라 Vapor로 분리하여 얻으려 했던 저비점 성분의 수율이 기대에 못미치는 결과를 얻게 될 것입니다.

이 경우 Q값의 한도내에서는 (최대 iteration 횟수를 200번으로 정해서) 아무리반복해도 해는 없다는 결론을 얻게됩니다. (주어진 Spec, 즉 제한조건 내에서는 열수지-기액평형-물질수지를 동시에 만족시킬수 없다는 결과를 Error Message로 보여주는 것입니다. )

이를 해결하기 위해서는 원하는 Spec(예를 들어 Light 성분수율, 액상중 저비점 농도)를 낮추어 주거나, 혹은 공급열량 Q를늘여주어야 해가 얻어집니다.

이런 시행착오과정은 스스로 해보지 않으면 경험할 수 없지요.

캠린이

20-07-21 12:53

존경스럽습니다 스테파노님..감사합니다

캠린이 adjlk8933

20-07-20 09:30

감사합니다 스테파노님 덕분에 궁금했던점이 해결되었습니다 !!