게시판 > 질답게시판 > Scrubber 내부에서의 Minimum Wetting Point 계산 방법

스테파노 Stefano

07-07-17 02:33

(1) Minimum Wetting Rate(MWR)는 주로 고체재질의 종류, 표면 상태, 액체의 표면장력에 관련이 되는 것으로 이론적으로 접근한 수식이 있으나 이를 실제 공정설계시에 적용하는 것은 아니고 오히려 개략적인 값을 이용해서 예측하여 적용하고 Packing Vendor에 확인하는 방법이 이용됩니다.

이론적인 계산 방법중 Schmidt Correlation은 Kister의 "Distillation Design" p513에 소개되어 있고 수식을 보다 간략화시킨개략적인 수식은 다음과 같습니다. (그러나 이것을 이용하는 Engineer는 없을 것으로 봅니다. 참고로만 소개합니다.)

Q=0.0196 C^(2/9)/(1-T)^0.5/(ap)^0.5 ..............(1)
Q=MWR,gpm/ft3,
C=Falling Film Number, dimensionless, (밀도에 비례 표면장력3승에 비례 점도의 4승에 반비례하는 값)
T=Shear Stress Number, dimensionless, (Flood Point 속도에 대한 상대적 속도차에 관련된 값)
ap=packing factor

(2) Packing 형태와 재질에 따른 Minimum Wetting Rate는 다음과 같습니다. 단위는 gpm/ft2 (Ref: Distillation Design)

Randum Packings, 물의경우 : 0.5~2 gpm/ft2, 물이 아닌경우 0.1~0.25
Structured Packing: 0.1~0.2, Vendor에 따라 다르나 대체로 0.1정도 0.05라고 주장하는 Maker도 있음.

Random Packing의 경우 재질에 따른 MWR
Ceramic (unglazed): 0.2, Ceramic(glazed): 0.8
Carbon Steels, Copper:0.3
Etched Stainless Steels: 0.4
Glass:1.0
PVC:1.4
PE/PP:1.6
PTFE:2

(3) Norton사의 자료에서도 MWR라고 하는 용어를 사용하면서도 앞에서 사용하는 단위와는 달리 Packing Specific Area (m2/m3)당 Volume Flux (m3/s/m2) 단위로 나타낸 도표 있는데 gpm/ft2 와 같은 m3/min/m2 단위류가 표면적을 기준으로 했기 때문에 m3/s/m와 같은 단위를 사용하기 있기 때문에 주의 해야합니다. 이 Maker 출처의 자료 도표는 Coulson & Richardson의 Chem. Eng 교재에도 소개되어 있습니다.

이에 의하면 Wetted Fraction을 추정하는 도표로 이 값이 1인 경우가 MWR이라는 이야기이고 그 이상이 되면 "모두 적셔있다"라고 판단하는 것입니다.

(4) Minimum Wetting Rate는 특히 "Trickle Bed Reactor(TBR, Packed Bed에 Liquid와 Gas가 흘러가는 반응기)"에서 중요한데 발열반응시 촉매가 국부적으로 과열될 우려가 있기 때문입니다. 촉매가 일단 마르게 되면 적시기는 어렵기 때문에 이런 반응기는 운전이 매우 까다롭습니다. 주기적으로 완전히 액으로 적셔주는 방법이 사용되는 것이 권장되지요. (혹시 여기에 관심이 있다면 TBR이라는 키워드로 자료를 찾아보세요)

(1) Minimum Wetting Rate(MWR)는 주로 고체재질의 종류, 표면 상태, 액체의 표면장력에 관련이 되는 것으로 이론적으로 접근한 수식이 있으나 이를 실제 공정설계시에 적용하는 것은 아니고 오히려 개략적인 값을 이용해서 예측하여 적용하고 Packing Vendor에 확인하는 방법이 이용됩니다.

이론적인 계산 방법중 Schmidt Correlation은 Kister의 "Distillation Design" p513에 소개되어 있고 수식을 보다 간략화시킨개략적인 수식은 다음과 같습니다. (그러나 이것을 이용하는 Engineer는 없을 것으로 봅니다. 참고로만 소개합니다.)

Q=0.0196 C^(2/9)/(1-T)^0.5/(ap)^0.5 ..............(1)
Q=MWR,gpm/ft3, 
C=Falling Film Number, dimensionless, (밀도에 비례 표면장력3승에 비례 점도의 4승에 반비례하는 값)
T=Shear Stress Number, dimensionless, (Flood Point 속도에 대한 상대적 속도차에 관련된 값) 
ap=packing factor

(2) Packing 형태와 재질에 따른 Minimum Wetting Rate는 다음과 같습니다. 단위는 gpm/ft2 (Ref: Distillation Design)

Randum Packings, 물의경우 : 0.5~2 gpm/ft2,   물이 아닌경우 0.1~0.25 
Structured Packing: 0.1~0.2, Vendor에 따라 다르나 대체로 0.1정도 0.05라고 주장하는 Maker도 있음.

Random Packing의 경우 재질에 따른 MWR
Ceramic (unglazed): 0.2,   Ceramic(glazed): 0.8
Carbon Steels, Copper:0.3
Etched Stainless Steels: 0.4
Glass:1.0
PVC:1.4
PE/PP:1.6
PTFE:2

(3) Norton사의 자료에서도 MWR라고 하는 용어를 사용하면서도 앞에서 사용하는 단위와는 달리  Packing Specific Area (m2/m3)당 Volume Flux (m3/s/m2) 단위로 나타낸 도표 있는데 gpm/ft2 와 같은 m3/min/m2 단위류가  표면적을 기준으로 했기 때문에 m3/s/m와 같은 단위를 사용하기 있기 때문에 주의 해야합니다.  이 Maker 출처의 자료 도표는 Coulson & Richardson의 Chem. Eng 교재에도 소개되어 있습니다.

이에 의하면 Wetted Fraction을 추정하는 도표로 이 값이 1인 경우가 MWR이라는 이야기이고 그 이상이 되면 "모두 적셔있다"라고 판단하는 것입니다.

(4) Minimum Wetting Rate는 특히 "Trickle Bed Reactor(TBR, Packed Bed에 Liquid와 Gas가 흘러가는 반응기)"에서 중요한데 발열반응시 촉매가 국부적으로 과열될 우려가 있기 때문입니다.  촉매가 일단 마르게 되면 적시기는 어렵기 때문에 이런 반응기는 운전이 매우 까다롭습니다.   주기적으로 완전히 액으로 적셔주는 방법이 사용되는 것이 권장되지요. (혹시 여기에 관심이 있다면 TBR이라는 키워드로 자료를 찾아보세요)