게시판 > 질답게시판 > 암모이나와 황화수소의 액화 관련 질의

ANT solim81

11-02-24 17:43

잘 모르지만... 혹시나해서 HYSYS로 돌려봤습니다
Peng-Robinson 사용했는데 맞나 모르겠네요 ^^;

아시겠지만, 각각 4000ppm정도라면 농도가 희박하기 때문에 자기들의 액화점에서는 액화가 안될꺼고...
-110℃정도부터 NH3가 살살 액화가 시작되다가
-130℃정도에서 가스중 H2S가 2700ppm, NH3가 140ppm정도로 되구
-150℃정도에서 NH3는 아주 작아지고 H2S는 370ppm정도 되네요...

질량기준이구요, -150℃는 메탄의 액화점보다 높지만 소량 (일단 계산상 0.2% 정도)액화되어 섞여 나갑니다...

고수분들의 확인이 필요합니다! ^^

보구땡 songbbong

11-02-24 18:22

답변 감사드립니다. 제가 아직 사회 초년생이라 말씀하신 HYSYS라는 프로그램을 잘알지 못하겠네요.

대략 어떤한 것인지 여쭈어 봐도 괜찮겠습니까?

혹시 암모이나와 황화수소의 액화에 있어 압력을 가해 온도조건 MAX가 -90℃ 가능한 방법을 인자로 넣어볼순 없는지요?

-150℃는 저희가 할 수 있는 범위를 벗어난 조건이네요...ㅠㅠ

제가 참고할만한 자료가 있으면 추천부탁드립니다.

다시한번 답변에 감사드립니다. 크나큰 도움이 되었습니다.

Stefano

11-02-24 19:39

대기압에서 온도만 낮춘다면 그리 되겠지만 압력을 높이고 온도를 낮추는 방법도 있으므로 이를 확인해 보세요.
미량의 물질을 효과적으로 제거하는 방법은 흡착 혹은 흡수하는 방법입니다. NH3는 물에 잘 흡수되고 H2S의 경우에는 산화철, 등과 반응시켜 제거하는 방법이 있습니다. 흡착제는 스팀과 공기를 불어넣어줘서 재생할 수가 있습니다.

NH3 + H2O ------>NH4OH...............흡수반응

H2S + Fe2O3 ---> Fe2S3 + H2O .....흡착반응
Fe2S3 + O2 ---> Fe2O3 + S..........재생반응

ANT solim81

11-02-25 08:37

역시 Stefano님은 현명하시네요 ^^;
저렇게 작은 농도일 경우에는 흡착/흡수가 훨씬 효과적인 방법이 될겁니다.

뭐~ 하지만 공짜로 -90℃의 차가운 에너지를 사용할 수 있는경우라면
복잡한 흡착공정보다 먼저 액화하는 방법을 고려하는 것도 좋아보입니다.

음... 먼저 HYSYS라는 프로그램을 간단히 설명드리면,
컴프레서, 펌프, 열교환기와 같이 공장에서 많이 사용되는 장비들을 조합하여
가상으로 공장을 돌려볼 수 있는 프로그램... 정도로 설명드리면 쉽게 이해가 되실런지요 ^^;
인터넷에 찾아보면 간단한 정보를 얻으실 수 있을겁니다.
뭐 위와 같은 장비들에대한 계산은 물론 문헌에 있는 알려진 수식들을 이용해서 손으로(? 컴퓨터로) 계산이 가능하겠지만
HYSYS는 다양한 물질의 물성(Property)정보를 가지고 있기 때문에 혼합물의 거동을 이해하는데는
훨씬 강력한/유용한 Tool이라고 할 수 있겠습니다.
(예를 들면 보구땡 선생님께서 궁금해하시는 CH4+H2S+NH3의 혼합물에서 H2S와 NH3이 어떤 온도에서 액화될까
하는 것과 같은 일에 사용될때 말이죠...)
하지만, 알아보고자하는 물질과 온도/압력 조건에 더 적합한 상태방정식을 선택하는 것은 사용자의 몫이기 때문에
관련 문헌에 대한 조사와 실험 등의 방법을 통해 전문가가 되야 보다 정확한 정보를 얻을 수 있을것입니다.
(설명이 간단하지 않았네요! 죄송합니다 ^^;)

궁금해하시는 압력 조건에 대해서는...
7bar(이하 절대압력)부터 살살 액화가 시작되네요, -90℃일 경우...
25bar에서 H2S 3600ppm, NH3 1700ppm입니다. (압력을 올리는 것은 좋은 방법이 아닌 듯 보이는군요 ㅡㅡ;)
압력을 더 올리면 메탄의 액화점이 가까워져 오히려 기체중 불순물의 농도가 올라가버립니다.

낮은 압력에서는 어느 정도 분리 효과를 기대할 수 있는데 압력을 올리니 안되는군요
아마도 물질마다 기-액 평형 곡선의 온도/압력 조건의 기울기차이(?)에서 이런 현상이 있는 것 같습니다.
앞서 HYSYS의 설명에서와 마찬가지로 실제 현상을 완벽하게 재현하지는 못합니다.
어느 정도 유사한 경향을 예측한다고는 할 수 있지만 더욱 정확한 정보를 얻기위해서는
전문가의 조언을 받아보시길 권합니다.

좋은하루 되세요 ^^

역시 Stefano님은 현명하시네요 ^^;
저렇게 작은 농도일 경우에는 흡착/흡수가 훨씬 효과적인 방법이 될겁니다.

뭐~ 하지만 공짜로 -90℃의 차가운 에너지를 사용할 수 있는경우라면 
복잡한 흡착공정보다 먼저 액화하는 방법을 고려하는 것도 좋아보입니다.

음... 먼저 HYSYS라는 프로그램을 간단히 설명드리면,
컴프레서, 펌프, 열교환기와 같이 공장에서 많이 사용되는 장비들을 조합하여
가상으로 공장을 돌려볼 수 있는 프로그램... 정도로 설명드리면 쉽게 이해가 되실런지요 ^^;
인터넷에 찾아보면 간단한 정보를 얻으실 수 있을겁니다.
뭐 위와 같은 장비들에대한 계산은 물론 문헌에 있는 알려진 수식들을 이용해서 손으로(? 컴퓨터로) 계산이 가능하겠지만
HYSYS는 다양한 물질의 물성(Property)정보를 가지고 있기 때문에 혼합물의 거동을 이해하는데는
훨씬 강력한/유용한 Tool이라고 할 수 있겠습니다.
(예를 들면 보구땡 선생님께서 궁금해하시는 CH4+H2S+NH3의 혼합물에서 H2S와 NH3이 어떤 온도에서 액화될까
하는 것과 같은 일에 사용될때 말이죠...)
하지만, 알아보고자하는 물질과 온도/압력 조건에 더 적합한 상태방정식을 선택하는 것은 사용자의 몫이기 때문에
관련 문헌에 대한 조사와 실험 등의 방법을 통해 전문가가 되야 보다 정확한 정보를 얻을 수 있을것입니다.
(설명이 간단하지 않았네요! 죄송합니다 ^^;)

궁금해하시는 압력 조건에 대해서는...
7bar(이하 절대압력)부터 살살 액화가 시작되네요, -90℃일 경우...
25bar에서 H2S 3600ppm, NH3 1700ppm입니다. (압력을 올리는 것은 좋은 방법이 아닌 듯 보이는군요 ㅡㅡ;)
압력을 더 올리면 메탄의 액화점이 가까워져 오히려 기체중 불순물의 농도가 올라가버립니다.

낮은 압력에서는 어느 정도 분리 효과를 기대할 수 있는데 압력을 올리니 안되는군요
아마도 물질마다 기-액 평형 곡선의 온도/압력 조건의 기울기차이(?)에서 이런 현상이 있는 것 같습니다.
앞서 HYSYS의 설명에서와 마찬가지로 실제 현상을 완벽하게 재현하지는 못합니다.
어느 정도 유사한 경향을 예측한다고는 할 수 있지만 더욱 정확한 정보를 얻기위해서는 
전문가의 조언을 받아보시길 권합니다.

좋은하루 되세요 ^^

보구땡 songbbong

11-02-25 16:43

네 답변 감사들 드려요^^ 친절하게 알려주시니 너무 감사합니다.

저는 흡착과 흡수법 이외의 방법인 저온 분리로 두 기체를 분리하려 합니다.

그러다보니 해결해야할 문제가 많네요 ㅠㅠ

Stefano

11-02-26 22:11

ANT님... Simulation 결과를 좀더 자세히 올려주시면 좋겠습니다.

온도를 -90도로 고정해 두고 CH4에 남아있는 NH3, H2S의 농도를 대기압일 경우와 압력이 7bar 혹은 25 bar일 경우에 대해 비교해 보면 가스의 온도를 낮추는 것 만으로는 이들을 제거하는 것이 별로 만족스럽지 못할 것으로 보기 때문입니다.

보구땡 songbbong

11-03-07 15:12

사실 저도 두 기체의 압력과 온도에 따른 성상을 알고 싶은데 그래프를 찾질 못하고 있네요...

논문에서도 거의 흡착 수세등의 벙법만 나와 있구요..

혹시 알고 계신분 계시면 조언 부탁드립니다.