Stefano Stefano   39-08-02 00:00 (1) Molecular Seal Flare System에서 Flare Tip 불꽃이 Riser Tube와 Gas Header에 역화되지 않도록 하기 위해 보통 Dry Type과 Wet Type 두가지을 Seal을 직열로 연결하여 사용하는데 그중 Tip 가까운 쪽에 설치되는 Dry Seal의 형태중의 하나가 Molecular Seal입니다. (2) 동작원리 Molecular Seal은 Maker마다 약간씩 차이가 있지만 대체적인 구조는 배출 Gas가 Flare Tip으로 가기전에 Seal Loop를 거치도록 되어 있습니다.  간단한 구조이지만 Tip으로부터 공기중의 산소가 Riser Tube로 역류되는 것을 방지합니다. 즉 배출가스가 저유속으로 운전될 때 대기중의 산소가 Riser Tube 내에서 대류(Convection) 또는 확산(Diffusion)에 의해 역류되는 것을 방지해 주는데 그 원리는 저유속에서 중력장에 의해 분자량(밀도)가 큰 물질이 하부로 내려오고 저 분자량(물도) 물질이 상부로 올라가는 현상에 의해서 입니다.  만일 저 유속으로 운전될 때 배출가스보다 산소의 분자량이 크다고 하면 산소가 밀도가 크기 때문에 밀도차이에 의해 Seal Loop의 낮은부분(극저점)으로 내려오겠지만 이 관이 다시 상부로 올라간 후 다시 내려간 모양으로 되어 있어서 그 이후의 산소의 이동은 배출가스의 흐름방향을 거슬러서 분자확산(Molecular Diffusion)에 의해서만 이동이 가능합니다. 반대로 산소의 밀도가 배출가스가 낮다고 하면 Tip으로부터 Seal Loop로 이동은 중력작용이 아니고 대류와 확산에 의해서만 가능하게 됩니다.  따라서 어느 경우에 있어서나 Molecular Diffusion에 의해 이동하는 산소의 속도보다 배출가스의 속도가 큰 경우에는 Molecular Seal을 거쳐 Riser Tube로 산소가 역류될 우려가 없습니다.  그러나, 배출가스의 양이 아주 작아 Molecular Diffusion 속도보다 가스의 유속이 낮은 경우에는 산소의 확산에 의한 역류가 가능합니다.  이와 같이 배출가스의 양이 아주 작을 경우에 대비해서 배출가스 외에 추가로 Purge Gas (또는 Sweep Gas)를 넣어줌으로써 Molecular Diffusion을 방지해 주게 됩니다. (3) 이름의 유래 이런 원리로 Molecular Seal이 작용하며 이 말은 맨 처음 개발했던 John Zink 사에서 "Molecular Diffusion"이라는 용어로부터 이름을 따다가 사용했기 때문인 것으로 봅니다. (4) 기타 참고 사항 Dry Seal 용도로 사용되는 역화/역류 방지장치로는 Molecular Seal 형태 이외에도 Flame Arrestor, Damper Type, Nozzle Type, Successive Damper Type, 등이 있습니다. Molecular Seal을 사용하는 경우 다른형태의 Seal보다 Purge (Sweep) Gas의 양을 크게 줄일 수 있기 때문에 많이 사용하고 있습니다. (개발된 지 수십년이 지나도록 별로 크게 나아진 것이 없이 JZ사가 70년대 중반부터 독점적으로 공급해오다가 근래에는 특허만료로 일본, 유럽 등의 타사에서도 제작 납품하고 있습니다.)      (1) Molecular Seal Flare System에서 Flare Tip 불꽃이 Riser Tube와 Gas Header에 역화되지 않도록 하기 위해 보통 Dry Type과 Wet Type 두가지을 Seal을 직열로 연결하여 사용하는데 그중 Tip 가까운 쪽에 설치되는 Dry Seal의 형태중의 하나가 Molecular Seal입니다. (2) 동작원리 Molecular Seal은 Maker마다 약간씩 차이가 있지만 대체적인 구조는 배출 Gas가 Flare Tip으로 가기전에 Seal Loop를 거치도록 되어 있습니다. 간단한 구조이지만 Tip으로부터 공기중의 산소가 Riser Tube로 역류되는 것을 방지합니다. 즉 배출가스가 저유속으로 운전될 때 대기중의 산소가 Riser Tube 내에서 대류(Convection) 또는 확산(Diffusion)에 의해 역류되는 것을 방지해 주는데 그 원리는 저유속에서 중력장에 의해 분자량(밀도)가 큰 물질이 하부로 내려오고 저 분자량(물도) 물질이 상부로 올라가는 현상에 의해서 입니다. 만일 저 유속으로 운전될 때 배출가스보다 산소의 분자량이 크다고 하면 산소가 밀도가 크기 때문에 밀도차이에 의해 Seal Loop의 낮은부분(극저점)으로 내려오겠지만 이 관이 다시 상부로 올라간 후 다시 내려간 모양으로 되어 있어서 그 이후의 산소의 이동은 배출가스의 흐름방향을 거슬러서 분자확산(Molecular Diffusion)에 의해서만 이동이 가능합니다. 반대로 산소의 밀도가 배출가스가 낮다고 하면 Tip으로부터 Seal Loop로 이동은 중력작용이 아니고 대류와 확산에 의해서만 가능하게 됩니다. 따라서 어느 경우에 있어서나 Molecular Diffusion에 의해 이동하는 산소의 속도보다 배출가스의 속도가 큰 경우에는 Molecular Seal을 거쳐 Riser Tube로 산소가 역류될 우려가 없습니다. 그러나, 배출가스의 양이 아주 작아 Molecular Diffusion 속도보다 가스의 유속이 낮은 경우에는 산소의 확산에 의한 역류가 가능합니다. 이와 같이 배출가스의 양이 아주 작을 경우에 대비해서 배출가스 외에 추가로 Purge Gas (또는 Sweep Gas)를 넣어줌으로써 Molecular Diffusion을 방지해 주게 됩니다. (3) 이름의 유래 이런 원리로 Molecular Seal이 작용하며 이 말은 맨 처음 개발했던 John Zink 사에서 "Molecular Diffusion"이라는 용어로부터 이름을 따다가 사용했기 때문인 것으로 봅니다. (4) 기타 참고 사항 Dry Seal 용도로 사용되는 역화/역류 방지장치로는 Molecular Seal 형태 이외에도 Flame Arrestor, Damper Type, Nozzle Type, Successive Damper Type, 등이 있습니다. Molecular Seal을 사용하는 경우 다른형태의 Seal보다 Purge (Sweep) Gas의 양을 크게 줄일 수 있기 때문에 많이 사용하고 있습니다. (개발된 지 수십년이 지나도록 별로 크게 나아진 것이 없이 JZ사가 70년대 중반부터 독점적으로 공급해오다가 근래에는 특허만료로 일본, 유럽 등의 타사에서도 제작 납품하고 있습니다.)