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  15 Gcal/Hr 폐열회수...
  글쓴이 : 장영기   고유ID : 장영기     날짜 : 39-03-08 00:00     조회 : 6563    
Stefano님 안녕하세요 ^^

저희 회사에는 SM 공장이 있습니다.

SM 공정에는 Recycle Column이 있습니다. Styrene 제품 생성 바로
앞에 있는 Column으로 Ethyl Benzene을 앞단으로 회수를 해주는
Column입니다.

Column OVHD 조성은

Toluene :  1 wt%
EB      : 98 wt%
Styrene :  1 wt%

탑정온도는 87℃, 유량은 150 T/hr, 배관크기는 66" 입니다.
(Column은 일반적인 1 Feed, 2 Product, Condenser, Reboiler입니다.)

여기에 설치되어 있는 OVHD Condenser는 C.W와 냉매를 사용하여 50℃로
냉각시키는데 여기의 폐열이 약 15 Gcal/Hr (잠열만 13 Gcal/H) 정도로
경악스러울 정도로 너무 아깝습니다.

이런 경우 저온변 폐열을 투자비를 최소화 시켜 회수할 좋은 방법은
없을까요?

나름대로는 66" Vap Line에 3.5 KSCG 스팀으로 승온만시켜 2.0 KSCG
저압스팀을 만들까도 생각해 보았으나 66" Vap Line이 부담스럽기도
하고,

Column 압력을 통째로 올려 스팀생산을 해볼려고 했는데 Colum 하부에
Polymer 생성이 급진되어 불가능합니다.

기타 다른 SM 공장에도 이런 경우가 있을 것인데 정말 안타깝워 질문을
올려봅니다.


Stefano Stefano   39-08-02 00:00
(0)에너지 가격이 낮았을 경우에는 Overhead Condenser에서 냉각수를 통해 버려지는 에너지에 대해 별로 관심이 없었지만 석유가나 전력가 즉 에너지가격이 높아지면 자연히 이용하는 방법을 강구해 나가는 도리 밖에 없을 것입니다.

87도의 증기라지만 87도의 물과는 달라 증발잠열을 고스란히 가지고 있어서 에너지가 너무 아깝다는 생각이 들게합니다.

(1) Column Overhead Vapor의 잠열을 이용하고자 하면 ①이 Vapor의 응축온도가 User의 온도보다 높아야 가능하고 여기에다 ②경제성이 있으려면 그 온도차가 될 수 있는대로 높아야 한다는 것이 일반적인 관념이겠지요.

온도차가 크게 나는 고온의 열이라면 적용할 수 방법이 많아 문제가 되지 않기 때문에 여기서는 압력이 낮은 경우에 대해 이를 이용하는 방법을 설명하기로 합니다.

(2) 증기의 온도가 높다는 결국 Vapor의 압력이 될 수 있는 대로 높아야 하는데 Column내에서 압력을 올리면 Reboiler의 온도가 따라서 올라가기 때문에 Vapor를 끌어내 기계적 혹은 압축함으로써 응축온도를 높이거나 다른 액상의 열매(Heating Medium, HM)를 이용해서 EB를 응축시키면서 HM을 증발시키고 이를 압축하고 냉각하여 다시 액상의 HM으로 순환하는 간접적 방법이 있을 것입니다. 정리하면

① Vapor Compression 방법
  -Mechanical Vapor Recompression(MVR)
  -Thermal Vapor Recompression(TVR)
② HM 이용방법(Heat Pump 방식)

(3) 위의 MVR 방법은 Compressor 혹은 Blower를 사용하는 방법입니다. 압력차가 크면 전자, 압력차가 작으면 후자를 택하는 방법입니다. EB의 경우 SM과는 달라 열적으로 매우 안정하기 때문에 이런 과정에서 문제가 없을 것입니다.  간단히 고려해봄직 합니다. 단열압축시 상승하는 압력에서 응축되는 잠열을 이용할 수가 있습니다.

TVR의 경우엔는 Ovhd Vapor보다 높은 온도 압력의 Vapor를 이용하여 중간정도의 온도와 압력을 얻어 잠열 User에 공급해서 응축 EB를 얻는 방법이나  그런 Vapor를 공급할 수가 없는 경우에는 적용할 수가 없습니다만 증발되어 나오는 증기가 Steam인 경우에 적용하며, Multi-effect Evaporator에서 실제로 많이 사용하고 있습니다.  고압 Vapor 대신 Liquid를 사용하는 방법도 있습니다. 시스템이 좀 복잡하지만 이에 관한 사항은 전화로 별도 문의해 주세요.     

MH 방법은 냉동기의 원리를 이용하는 것입니다. Vapor의 압축이 곤란하거나 성능계수(COP)가 낮은 경우 잠열이 크고 열적 안정성이 좋은 HM을 사용하는 방법이지요. 
장영기 장영기   39-08-02 00:00
Stefano님 답변 감사드립니다.
MVR 설비에 대해 검토를 해보도록 하겠습니다.
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