게시판 > 질답게시판 > 흡수탑 관련하여 질문드립니다.

스테파노 Stefano

16-07-11 09:46

(1) 흡수탑은 주로 기상의 물질이 액상에 흡수(용해)되면서 (용해, 흡수열로 인하여)온도가 상승하고 부피가 줄어드는 과정이 일어나기 때문에 온도는 될수 있는대로 낮추고, 압력은 될수록 높게 유지하는 일반적 원칙입니다.

압력강하는 액적이 날아가지 않도록 하기위해 안전한 제한치 이내로 제한됩니다. "Column에서의 Flooding"이라는 주제로 자료를 찾아보도록 하세요.

증류탑의 경우라면 Feed 단 위치는 Feed의 성분과 증기비율에 따라 달라지지만 (이 주제는 증류탑의 "Feed Tray" 주제로 자료를 찾아보고 이해되지 않는 부분을 질문해 주세요. 이곳 게시판에서도 여러번 다룬적이 있습니다.) 흡수탑의 경우에는 Gas는 최하단으로, 흡수액은 최상단으로 투입하기 때문에 Feed 위치는 거의 변함없습니다.

(2) 두번째 질문에서.. 현재 인식하고 있는 상분리가 무엇이고 왜 안되는지를 먼저 소개해 주세요.

마동쓰 com2356

16-07-11 13:51

답변 감사합니다. 말씀해주신 (1)번에 대해서는 더 알아보도록 하겠습니다.

(2)번에 대한 경우 amine sweetening의 공정을 예로 들면, 흡수탑에서 나온 rich amine의 압력을 밸브를 이용해 대기압 정도로 낮춰서 rich amine내에 존재하는 hydrocarbon을 separator에서 일반적으로 분리를 해준다고 나와있습니다. 이때 밸브를 나오는 rich amine은 기상+액상으로 나온다고 생각했기 때문에 다음과 같이 질문을 했습니다.

그리고 열 교환기의 경우 rich//lean amine heat exchanger에서 rich amine은 열교환기를 지나서 stripper로 들어가게 되는데, 어떤 자료에서는 이때 상분리가 일어나서 액상+기상의 형태로 feed가 들어간다고 나와있습니다. (주로 액상으로 들어갑니다)
이에 대해서 여쭤보는 질문이었습니다.

스테파노 Stefano

16-07-11 15:05

(1) (Lean) Amine Solution에 (H2S, CO2 등)Acid Gas를 흡수시켜 "Rich Amine"이 흡수탑 하부로 내려오면 이를 Amine Regenerator로 보내 Acid Gas를 Stripping시켜 분리해 낸 다음 다시 펌프로 흡수탑으로 순환해 줍니다. Absorber가 압력이 높은 상태로 운전되고 Stripper가 압력이 낮은 상태로 운전되기 때문에 Absorber에서 Regenerator로의 이송은 단순히 감압발브를 이용해서 밸브만 열려있으면 자연히 흘러가지요..

이 때 Rich Amine은 발브를 통과하고 Top의 상부까지 올라가면서 압력이 떨어지면 부분적으로 기상으로 Acid가 분리되는 것도 있지만 열교환기에 의해 가열시켜 Regenerator에 흘러가기 때문에 Acidi Gas가 일부분 발생되기도 합니다. 여기서 사용하는 열교환기는 차거운 Rich Amine과 뜨거운 Lean Amine간의 열교환 목적으로 사용됩니다.

(2) 기-액 혼합물상태로 존재할 경우 너무 유속이 빠른 상태에서 기-액 Two-Phase로 흐르면 이송관에서의 Erosion이 크게 증가하기 때문에 가급적 2개상이 나타나지 않도록 하는 것이 좋다는 것이고 또하나는 상부로 흐르는 액속에 기상이 많이 섞여 있다면 균일한 흐름이 아닐경우, 흐름이 원할하지 못하여 Stripper의 운전이 불안정해지는 일도 발생하기 때문입니다.

마동쓰 com2356

16-07-11 22:21

답변 감사합니다. 마지막으로 추가 질문 몇 개만 드리겠습니다.

1) 흡수탑에서 bottom의 압력이랑 bottom으로 들어가는 vapor의 압력은 거의 같아야 하는지, 그리고 amine sweetening공정의 경우 bottom에서 feed로 들어가는 vapor의 온도와 흡수탑 하단의 온도는 같아야 하는지 궁금합니다.

2)compressor(expander), valve 둘다 압력을 조절하는 것은 맞는거 같은데 둘의 차이가 정확히 뭔지 잘 모르겠습니다.

가르쳐 주시면 감사하겠습니다.

스테파노 Stefano

16-07-12 09:35

A1) 압력이 같으며 흐르지 않습니다. 흐름은 압력차나 위치차에 의해 흐르기 때문에 정해진 유량에서 흡수탑 하부로 들어가 감압후의 압력이 탑내의 압력이 되도록 하여야 하겠지요.

앞선 답글에서 설명한 바와 같이 Feed Vapor Feed 온도는 될수있는대로 낮아야 하겠지만 어쩔수 없이 높은 경우 Cooling 부담은 Column에서 져야 하기 때문에 이는 흡수탑의 흡수능력과 열수지를 점검해 봐야 결정될 수 있는 사항입니다

A2) <compressor(expander), valve 둘다 압력을 조절하는 것은 맞는거 같은데...> 이들에 대해 '마동쓰'님이 이해하고 있는 것을 먼저 설명해 보세요. 만일 그에 잘못이 있다면 보충설명하도록 하겠습니다.

마동쓰 com2356

16-07-12 10:14

답변 감사합니다

compressor(expander)는 기체에 가해지는 힘을 변화시켜서 압력을 변화시키는 것이고
valve는 압력을 변화시켜서 최종 목적은 유량을 조절하는 것이라 생각합니다.

하지만 공정모사 도중 둘다 specification으로 outlet pressure를 주로 써서 갑자기 개념에 혼란이 왔습니다. 도움 주시면 감사하겠습니다.

스테파노 Stefano

16-07-12 14:33

공정모사에서 사용되는 용어로
Compressor는 에너지를 가하여 압력을 높여주는 기계이고 Expander는 압력 낮추어 팽창시키면서 에너지를 방출하는 기계입니다. 후자는 주로 공기액화 등에 사용하는 장치입니다. 팽창시 이용하는 에너지의 양을 지정해 주어야 공정모사가 가능합니다.

Valve는 배관 전, 후의 압력을 다르게 조절할 수 있는 배관부품입니다. 단 전단부 압력보다 후단부 압력을 높게 할 수는 없습니다. 후단의 압력은 밸브설정시 지정해 주어야 합니다. 기능적으로는 팽창밸브와 동일한 역할을 합니다.

마동쓰 com2356

16-07-12 21:13

감사합니다. 좋은 밤 되세요:)

디디다다

18-06-18 13:53

흡수탑의 feed위치, 용매는 항상 최상단으로만 들어가나요??
예외적으로 다른 단에서 최상단이아닌 다른 위치에서도 가능한가요?
그때는 어떤 경우인가요?