게시판 > 질답게시판 > 진공시스템의 선정에 대해서 질문드립니다.

Stefano

18-07-24 19:43

화학공정에서 취급하는 진공장치는 진공도가 반도체, 전자장비 등의 진공도에 비하여 아주 낮습니다. 고진공이 아니라는 이야기 이지요.

진공도가 그리 높지 않는 장치에 진공을 걸어주기 위해 사용하는 진공 발생장치로는 Water (Liquid) Ejector, Gas (Air) Ejector, Steam Ejector, Water Seal Pump, Oil-Sealed Pump, Lobe Pump, Rotary Pump, Kinney Pump, Piston Pump, Roots Blower 등이 있습니다.

증발되어 나오는 물질이 물이라면 Water-Seal Pump, Water Ejector, Steam Ejector 등을 사용하면 좋습니다. 진공도에 따라 선정하면 되지요. Steam Ejector의 경우 진공도가 높으면 4~5단 정도까지 할 수도 있습니다.

Oil 윤활유를 사용하는 진공펌프의 경우에는 증발되는 수분이 Oil을 오염시켜 윤활, 밀봉기능이 떨어져 진공이 잘걸리지 않거나 기계가 손상될 수 있습니다.

질문의 진공도라면 Water Ejector, Water Seal Pump가 가장 적절할 것입니다. Water-Seal pump의 경우 Liquid 혹은 Gas Ejector와 조합으로 사용할 수도 있습다. Oil Seal Pump의 경우에도 Oil을 재생해가면서 사용할 수도 있습니다.

아래의 자료를 참고로 하세요.
https://www.isaacsfluidpower.com/wp-content/uploads/2017/12/Gast_Vacuum-Pressure-Handbook.pdf
https://engineeringresearch.org/index.php/GJRE/article/download/986/918

이종석 chemtech

18-07-25 14:33

결정기, Crystallizer 로 봐서는 두 공정 모두 진공운전 하에서 증발하는 물질이 있을 것으로 보이며

B 공정의 경우 증발하는 물질이 대기에 그냥 배출해도 되는 경우로서 Ejector 를 사용하는 것이며

증발되는 물질의 양이 많아 이를 액화시키지 않고 스팀과 함께 대기로 배출하는 것입니다

그렇지 않고 수봉식 진공펌프를 쓰려면 전단에 cooler 열교환기가 있어야 하지요 그러면 결국 많은양의

냉각수가 필요 하겠지요 따라서 스팀은 필요하지만 열교환기와 냉각수의 순환이 필요하지 않으므로

경제성을 따져 Ejector를 사용한 것으로 보입니다

A 공정의 경우에는 저진공 으로 증발량이 매우적어 스팀이젝터 용량이 너무 적으므로 아마도 수봉식 진공펌프를

선정한 것으로 보이며 증발하는 증기는 물에 흡수가 되므로 별도로 냉각기가 필요하지 않으며 또는 증발하는

물질을 대기에 방출하면 않되서 증발하는 증기를 물에 훕수하는 방법인 수봉식 진공펌프를 취했을 것으로 보이네요

스테파노 Stefano

18-07-25 20:05

(1) 결정화 장치에서 증발되는 증기는 어느 경우에나 응축시켜야 됩니다. 따라서 응축부하는 반드시 필요하지요 그렇지 않으면 진공부하가 커져서 장치가 커지게 됩니다.

Steam Ejector의 경우 <증발되는 물질의 양이 많아 액화시키지 않고 스팀과 함께 대기로 배출..> 이 말은 맞지 않습니다. 스팀Ejector에서 응축되지 않고 나가는 가스는 Noncondensable과 여기에 포화된 수증기이지요.. Ejector에서 많은 양의 증기를 응축시키지 않고 그냥 배출하도록 한다면 스팀의 양이 엄청나게 소용됩니다. 그리 운전하는 Ejector는 없지요. 말단에서 Noncondensable을 후단 응축기 없이 배출하는 것을 두고 그리 잘못 이해한 것으로 봅니다.

(2) 결정화, 증발농축 등의 장치에서는 증발되는 압력을 정하여 운전하면 증발되는 온도가 정해지는데 증발량과 응축량이 일정하게 유지되기 때문에 일정한 진공이 유지되는 것이고 이로 인하여 증발장치와 응축기가 함께 사용됩니다.

(3) 진공을 걸지않고 증발하게 되면 증발온도가 올라가기 때문에 고온으로 가열해야하고 용해도를 떨어뜨려 결정을 석출하도록 하려면 온도가 낮아야 합니다. 이 경우 진공을 걸지 않으면 운전온도 범위가 넓어져 에너지 손실이 늘어나기 때문에 적절한 진공도의 조절이 필요하니다.

특히, 증발량이 많은 경우라면 증발증기를 다시 가열하는데 사용하도록 증발스팀을 응축하기던 가압하여 잠열을 이용한다면 에너지 절감이 크게 늘어나겠지요. TVR(Thermal Vapor Recompression) 장치는 증발되는 증기를 Steam Ejector로 압축시켜 자체 가열용으로 사용하기도 합니다. TVR 대신 MVR(Mechanical Varpr Recompression) 장치를 사용하기도 하는데 이 방법은 증발되는 증기를 압축기로 압축하여 자체 가열용으로 사용하는 것이지요.

**(P.S)** 게시판에 글을 올릴 때 불필요한 "빈줄"은 읽기 불편하고 주제가 산만해 집니다. 또한 줄 맨 끝에 불필요한 "Enter Key"도 인터넨 자원의 낭비라서 이곳 인터넷화학공학에서 사이트 초기부터 독자들에게 요청해 왔었습니다. 협조 바랍니다.

(2) 결정화, 증발농축 등의 장치에서는 증발되는 압력을 정하여 운전하면 증발되는 온도가 정해지는데 증발량과 응축량이 일정하게 유지되기 때문에 일정한 진공이 유지되는 것이고 이로 인하여 증발장치와 응축기가 함께 사용됩니다.

(3) 진공을 걸지않고 증발하게 되면 증발온도가 올라가기 때문에 고온으로 가열해야하고 용해도를 떨어뜨려 결정을 석출하도록 하려면 온도가 낮아야 합니다.   이 경우 진공을 걸지 않으면 운전온도 범위가 넓어져 에너지 손실이 늘어나기 때문에 적절한 진공도의 조절이 필요하니다.

특히,  증발량이 많은 경우라면 증발증기를 다시 가열하는데 사용하도록 증발스팀을 응축하기던 가압하여 잠열을 이용한다면 에너지 절감이 크게 늘어나겠지요.  TVR(Thermal  Vapor Recompression) 장치는 증발되는 증기를 Steam Ejector로 압축시켜 자체 가열용으로 사용하기도 합니다.   TVR 대신 MVR(Mechanical Varpr Recompression) 장치를 사용하기도 하는데 이 방법은 증발되는 증기를 압축기로 압축하여 자체 가열용으로 사용하는 것이지요.

**(P.S)** 게시판에 글을 올릴 때 불필요한 "빈줄"은  읽기 불편하고 주제가 산만해 집니다.   또한 줄 맨 끝에 불필요한 "Enter Key"도  인터넨 자원의 낭비라서  이곳 인터넷화학공학에서 사이트 초기부터 독자들에게 요청해 왔었습니다.   협조 바랍니다.

이종석 chemtech

18-08-06 16:06

스테파노님의 설명처럼 통상은 고진공의 경우 장치 전단에 응축기를 설치를 합니다
그렇지 않으면 진공장치의 용량이 커지기 때문 입니다.
증발물질이 물일경우에 보통은 냉각수를 SPRAY 하여 VAPOR를 물에 흡수하여 액화시키고 비응축 물질만이
스팀과 함께 배출이 됩니다 이를 Baromatic Condenser 라고 합니다. (진공도가 높은경우)

상기의 예 에서는 진공이라고 할수없을 만큼 미압 (-11mmH2O 와 -32torr, 게이지압) 이라서 사실 저정도 진공의 경우는
Eductor로도 충분하며 진공도가 워낙에 미압 이므로 증기의 부피가 크지 않아 응축을 하지않고
Ejector로 바로 배출해도 이젝터의 용량이 크지 않으므로 문제는 없을 것으로 판단이 됩니다

스테파노 Stefano

18-10-26 16:51

<상기의 예 에서는 진공이라고 할수없을 만큼 미압 (-11mmH2O 와 -32torr, 게이지압) 이라서 사실 저정도 진공의 경우는
Eductor로도 충분하며 진공도가 워낙에 미압 이므로 증기의 부피가 크지 않아 응축을 하지않고 Ejector로 바로 배출해도 이젝터의 용량이 크지 않으므로 문제는 없을 것으로 판단이 됩니다>

이 부분 설명도 맞지 않습니다. 진공도에 따라 전단 응축기의 필요성이 나타나는 것이 아니라 해당 진공도에서 이용가능 Cooling Medium을 사용하여 응축가능한 양이 크냐 그렇지 않느냐에 의해서 결정되는 것이지요. ( 즉 응축성 증기의 양에 관계되는 것이지 진공도에 의해 결정되는 것이 아니라는 얘기입니다. )