게시판 > 질답게시판 > Vapor-Liquid separator sizing 방법

Stefano

10-11-23 15:51

(1) Liquid Capacity는 Liquid Volume Flow를 의미하는데 Liquid Holding Time의 경우에도 액상에 포함되어 있던 기포가 기상으로 모두 떠올라 분리될 수 있는 Holding Time을 유지해야 할 것이므로 전체 Separator 크기를 결정하는데 필요한 데이터입니다.

(2)Horizontal Separator인 경우 같은 방법으로 하되,
Kh = 1.25 Kv를 취하고
Varpor Space 부분이 전체의 20% 이상이 되도록 하고
L/D값이 3~5범위를 초과하면 다시 계산하여 결정하도록 합니다.

참고:
R.N. Watkins, Sizing Separator and Accumulators, Hydrocarbon Processing Nov 1967
C.R. Branan ROT for Chem Engineers, GPC, 1994

모범생 mbsahg

10-11-23 20:20

스테파노님의 답변에 감사드립니다.

답변 2)에서 Kh = 1.25Kv는 Vertical type보다 분리의 효과가 좋기때문에 Kh값이 커지는것으로 이해했습니다.
Vapor Space 부분은 Vertical Type에서 구한 방법으로 A_vapor = Gas flowrate/ Max. allowable superficial velocity값에서 A_total_Min. = (A_vapor)/0.2을 값으로 구하는것 같습니다.(Rule of Thumb for Chemical Engineers 참조) 여기서 우선 Horizontal type의 A_vapor값은 Vapor와 Liqiud의 최소면적인데 20%의 값은 Vessel에서 Vapor가 차지하는 면적을 의미하는것 같은데 면적으로 A_total값이 효용이 있는지 궁금합니다.

그리고 Vessel의 L/D의 값이 3~5의 범위에서 사용하는데 Vessel의 압력에 따라 압력일 클수록 값을 크게 가지라는 문헌을 예전에 보았는데 그 이유가 적혀있지 않았습니다. 그 이유를 무엇인지 궁금합니다.

스테파노 Stefano

10-11-23 22:38

(1) Kh=1.25 Kv의 의미는 Horizontal Separator는 Vertical 방향으로 끌어올리는 효과(Upward Drag of the Vapor)가 적기때문에 Vertical 보다 유속을 (대략)25% 정도 더 키워도 문제 없다는 뜻입니다.

(2) Disengaging Space 20%
Vapor가 차지하는 면적은 바로 Vapor Space 부피를 뜻하는데 Vapor Space 20% 정도는 Liquid가 가득 채워져 있을 때 최소한의 Vapor 공간을 의미합니다. 이 수치는 원래 Watkins 씨가 제안한 값이지요. 실제로는 Knock-Out Drum으로 사용되는 Vessel에서 그리 액면이 높게 운전되는 Separator는 거의 없을 것입니다. 대신, 20%공간이 Vapor공간이라고 하면 Vertical Drum보다는 Horizontal Drum이 효과적이라는 의미를 내포합니다

(3) "5<L/D<3 인 경우" 이는 L/D<3 이거나 L/D>5인 경우를 한번에 나타낸 것인데 이는 수학적 수식으로는 성립할 수 없는 틀린 표현입니다. 이 범주를 벗어나면, 즉 너무 뚱뚱해도 너무 홀쭉해도 "(경제성, 효율성 면에서) 별로 효과적이지 못하다"는 것을 의미합니다. 압력이 높으면 L/D값을 크게하는 것이 유리하지만 저장용량을 정해두고 장치제작비용만 따졌을 때 그렇다는 이야기이고 기-액분리기처럼 각각의 혼합상에서 "Settling 효과"를 논하는 경우와는 다릅니다.

스포츠 종목의 경우에도 달리기 선수와 역도선수는 체형이 전혀 다르다는 것을 연상해 보면 이해가 될 것입니다.