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  반응기 내 hold up현상에 대해 질문드립니다.
  글쓴이 : thermo   고유ID : thermo9798     날짜 : 17-03-31 03:32     조회 : 1790    
안녕하세요^^
석유화학 설비의 문제점 발생에 대해 공부하던 중, 궁금한 점이 생겼는데
여기에 올리면 항상 시원하게 해결했던 기억이나서, 질문남겨봅니다!
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1. PBR(촉매 관형반응기)에서 점도가 매우 큰 물질이 생성되어
촉매입자에 흡착하는 hold up현상이 발생한다면, 유속을 조절하여 해결하나요?..
  
보통 최적의 반응기 크기, 촉매 입자크기를 찾아 설계한다고 하였으나,
설계 완료 후, 실제 공정가동중에 hold up현상이 발생하면 이를 어떻게 해결할 수 있나요??


2. 동일하게 반응기 관련 질문입니다.
CSTR 반응기에서, 믹서가 닿지 않는 반응기 바닥 양끝쪽에는
유체가 섞이지 않고 정체되는 현상이 발생한다고 알고 있습니다.
(이러한 현상을 부르는 용어가 있나요?)

2-1) 이 또한 최적의 반응기 크기, 믹서 크기로 설계되어야겠지만,
실제 공정가동중에 이러한 현상을 확인했다면 믹서의 위치를 조정하는 것만으로 해결할 수 있나요?

2-2) 반응기 내부에 정체되어 있는 유체가 있는 것은 어떻게 확인할 수 있나요??


3. 열안정성염 관련 질문입니다.
이산화탄소 흡수 공정에서 열에 매우 안정한 열안정성염이 발생한다면,
이는 높은 온도로 운전되는 재생탑에서도
아민용액으로 재생이 되지 않아 효율 저하를 일으킨다고 들었습니다.
실제 공정에서 열안정성염을 재생시키기 위한 조치(이온교환공정 등)를 취하는지
아니면 큰 문제가 되지 않아 무시하는지 궁금합니다. 공장마다 case by case 겠지요...?



ps. 이러한 문제점들(1,2,3번)은 실제공정에서 거의 발생하지 않는 문제점인가요??
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감사합니다! 답변기다리겠습니다^_^

스테파노 Stefano   17-03-31 11:31
(0)우선 PBR가 Packed Bed Reactor라면 이는 "관형"반응기라기 보다 (촉매)충전탑식 반응기라고 불러야 적당할 것입니다. 또한  질문에서 언급한 고점성 물질의 촉매층 흡착의 경우에도 이를 "Hold-up"이라고 언급하지 않고 "Fouling"이라는 용어를 사용할 것으로 보는데 당 현장에서 그 용어를 실제로 사용하고 있는지 궁금합니다.  틀렸다면 바로잡아야 하겠지요.

질문 주제는 가급적 좁혀서 질문해 주세요.  주제가 다르면 다른 제목으로 추가 질문하도록 하세요.  질문 제목은 반드시 Key Word를 포함시켜 주세요.
(이는 많은 독자들이 추후 Key Word로 검색하기 쉽도록 하기위함이며.. 질문자에게도 차후 검색이 용이하도록 하기 위함입니다. )

(A1) 흔히 사용되는 Packed Bed의 Fouling 해결방법에는  i) (Solvent 등에 의한) Washing 방법  ii)  Steam, N2 등에 의한 Flushing 방법 iii) (공기) 등에 의한 소각 Incineration 방법 iv)촉매교환 방법 v)공정중 연속제거방법 등이 사용됩니다.  촉매재생방법은 촉매특성에 다라 달라지기 때문에 촉매 Maker에 재생방법의 도움을 받는 것이 최선입니다. 

(A2) 반응기내 정체부분... 통상적으로 Dead Zone 이라고 부르지요.  다른 표현으로는 Disengaged Zone, Inert Zone, Inactive Zone, 등이 사용되는데 학술적으로는 Disengaged Zone이 쓰이기도 하는데 이는 일부러 불활성지역을 형성해 둘 경우에 사용하는 경향이 있습니다.

(A2-1) 제작시 이를 고려해서 제작해야 하겠지만 만일 운전중에 발견되는 경우 교반속도를 늘이거나 Baffle을 변경해 주는 방법, 추가 Baffle을 달아두는 방법이 손쉬운 방법입니다.

(A2-2) 정체지역을 확인하는 방법은 Tracer를 입구에 넣어두고 출구의 RTD(Residence Time Distribution) 도표를 그려보면 바로 알 수 있습니다.  그래프의 산이 노년기산 모양이면 그 현상이 심한 것이고 롯데타워 모양(?)이면 그 현상이 덜한 것이지요.

(A3) 이산화탄소 흡수공정에서 열안정성 물질이 생기면 이를 분리(주로 진공증발탑 사용)하여 제거하는 방법이 많이 사용됩니다.  "Reclaimer"라고 부르는 탑이 바로 이 재생탑을 말합니다.  Amine Reclaimer라는 키워드로 찾아보세요.  사용하는 흡수제가 다른 특성을 가지고 있다면 그에 따른 재생(혹은 분리)방법이 사용되어야 하고 손실되는 흡수제는 보충하는 방법이 주로 쓰입니다. 

이를 문제점은 화학공정에서 가장흔히 접하는 현상(문제점)들이고 그 현상을 줄이기 위한 노력들이 현장에서 적요되고 있습니다.
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