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  안녕하세요 Evaporator 관련하여 질문드립니다.
  글쓴이 : duql9909   고유ID : tmdwns1a     날짜 : 20-12-02 19:53     조회 : 87    
현재  화학회사에서 신입사원으로  근무중인데 과제중 혼자풀리지않는것이 있어  이렇게 질문드립니다.
1. Evaporator의 전열면적이 크면  Process  Liquid를  농축하는데 필요한 Steam양이 줄어드는지  궁금합니다.
    현재  저희회사 Evaporator중 전열면적이 221m2짜리는 Steam 원단위 (투입 Steam양/생성되는  고농축 물질)이 0.64
    정도고 전열면적이 640m2짜리는 0.52로 효율이 더 좋습니다.  그래서 단순히 전열면적이 크면 필요 Steam양이
    줄어드는지 궁금합니다.
2. 위와  관련된 질문인데 단순히 위  두 Evaporator다 Vacuum  System으로 진공을 걸어주고 있습니다.
    현재 640m2짜리 Evaporator같은 경우는 Vacuum이 -700mmHg정도고  221m2짜리는  -650mmHg입니다.
    또한 Surface Condenser Type도 다른데 221m2짜리는 1pass이고  640m2  짜리는  4Pass Type Condenser로 
    알고있습니다.  또  221m2짜리는  Vacuum  System에  Ejector가 없고  640m2짜리는 Ejector가 있습니다.
    이러한  Vacuum System의 차이도   Steam원단위에 영향을주는지 궁금합니다.
    추가적으로  Surface  Condenser가  Vacuum을 형성하는데 어떠한 영향을 주는지도 궁금합니다.
3. 마지막 3번째 질문입니다.  제가 학교에서  배울때는 Process 물질이   Evaporator에서  뜨거운 Steam과 열교환하면
    당연히 온도가 올라간다고  배웠습니다.  하지만 저희 회사 Evaporator 운전현황을 보면 오히려  물질이 열교환 한후
      농축이 되었는데도 온도가 떨어집니다. 그리고 이후 P.H.E로  온도를 올리고 다음 장치로 넘어갑니다.
     왜 Steam과 열교환햇는데 온도가 떨어지는지 궁금합니다. 혹시 호관에 진공이 걸려서 떨어질수도 있는겁니까?
     긴글   읽어 주셔서 감사합니다.

Stefano    20-12-02 21:21
A1.  증발장치(Evaporator)에서 운전조건(온도, 압력, 처리량)이 동일하고 사용하는 스팀의 압력이 동일하며,  농축기 단수효가  경우,  Evaporator에 소요되는 열량(스팀)의 양은 동일합니다. 

221 m2 Evaporator의 스팀원단위 0.64 t/t에 비해 640 m2 증발기의 Steam 원단위 0.52 t/t 로  18.75% 줄어든 이유는 운전조건이 트게 달라졌거나  (아마도) 증발단의 수효가 하나 혹은 2개가  더 늘어난 것으로 추측됩니다.  다효용 증발기(Multi-Effect Evaporator)는 단 수효증가에 따라 스팀절감량이 크게 늘어납니다.  증발조건이 달라진 2항의 경우만이 아니라면 증발장치 System 구성을 살펴보도록 하세요.

A2.  진공도에 따른 Steam 소요량.
220 m2 시스템의 증발압력보다 640 m2 시스템에서의 System내 증발 절대압력이 높아서 진공이 덜걸리고 있는데 일반적으로 증발온도가 높을수록 증발잠열이 줄어들기 때문에 이로인한 잠열의 차이가 있습니다.    증발잠열은 증발온도가 올라갈수록 점점 줄어들다가 임계점에 도달하면  증발잠열은 0이 됩니다.  액상이 없어지므로 증발될 액이 없기 때문입니다. 

해당제품의 증발잠열에 관한 압력-엔탈피(P-H)다이아 그램을 찾아서 증발온도에 따른 잠열차이를 알아보도록 하세요.
이전 진공장치에서는 Ejector가 더 달려있어서 진공도를 높이고 있었다면 이로인하여 진공Ejector에 소요되는 스팀의 양도 포함되어 계산된 것 같습니다.  이전 시스템에서는 진공도가 높아서 진공펌프 흡입측에 Ejector를 추가로 달아 사용했던 것 같습니다.

따라서 증발잠열 차이와 Ejector용 Steam의 증가로 인하여 이전의 장치에서 소요되는 스팀이 많았던 것이지요.

A3.  물질이 증발하고자 하면 그 물질의 증기압이 시스템압력과 같아져야 하는데 시스템압력이 높으면 보다 고온에서 증발이 일어나고 시스템압력이 낮으면 증발온도가 낮아집니다.  예열기내에서는 펌프의 압력에 의해 압력이 높아 증발이 되지 않은채로 액상에 존재하겠지만  유량조절밸브를 통과한 후에 시스템 압력으로 압력이 떨어진다면  그 액은 온도가 낮아져도 증발하게 됩니다.    (이는 기압이 낮아지면 끓는 물의 온도가 낮아지는 것과 같은 원리입니다.    따라서 Feed 온도보다 낮은 온도에서 액이 증발하게 됨에 따라 증발온도가 낮아진 것입니다. 

짐작하고 있던바와 같이 진공이 걸려서 증발온도가 낮아진 것입니다.
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