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  N2 generator 압력 문의건
  글쓴이 : 소아아키   고유ID : soararchi12     날짜 : 20-12-07 12:50     조회 : 128    
안녕하세요.
Membrane Type의 N2 Generator을 설치하려고 합니다.
Generator 전단에 Air compressor가 있으며 압축공기가 N2 Generator를 거쳐 사용처에 공급되는 구조입니다.
여기서,
N2 Generator입구(Membrane전단)에 압축공기가 8barg로 들어가는 경우, N2 Generator 출구측(Membrane후단)에서 질소의 압력이 7barg가 나올 수 있나요?
예를 들면,
공기의 조성을 O2 21%, N2 79%라고 가정했을 때, N2 Generator 출구 측의 질소 압력은 최대 8barg*(79/100)=6.32barg보다 같거나 작다고 생각하는데 이와 같이 생각해도 되는지 문의 드립니다.

Stefano    20-12-08 01:42
N2 Generator에 사용하는 Membrane Tube 통과차압과 Membrane Pore 통과 차압에 의해 통과하는 Gas 유량이 달라지고 또한 Gas 순도와 유량에 따라 출구압력도 달라질 것입니다.  따라서 용량, 순도, 모듈면적, 요구출구압력 등을 정해두고 N2 Generator용 Membrene Vendor에 문의하여 규격을 조사해 보면 알 수 있게지요.

참고: https://www.terrauniversal.com/printing/popup/download/david/9948/
소아아키 soararchi12   20-12-08 08:34
매번 감사 드립니다. 스테파노님

제가 아직 개념 정리가 안되어서 재차 질의 드립니다.
Membrane를 통과하기 전의 공기의 압력이 8barg이고 이때 공기의 조성을 O2가 21%이고, N2가 79%라고 한다면 전체 공기 8barg중 N2의 분압은 0.79*8barg=6.32barg이라고 생각하였습니다.
이때, Membrane를 통하여 공기중의 N2가 100% 분리된다고 가정하였을 경우 Membrane를 통과하는 N2의 압력은 마찰 손실등을 무시하였을 때 최대 6.32barg이라고 생각하였습니다.

제가 생각한 것에서 무엇이 오류인지 문의 드립니다.
Stefano    20-12-10 16:44
질소와 산소의 혼합물로 되어있는 공기의 전체압력은 각 성분의 몰(부피)농도에 비례하는 분압의 총합을 나타냅니다.  Gas 분리용 Membrane의 경우 분리될 성분의 Membrane 막 전후의 분압차에 의해 분리되는 Flux가 결정됩니다.  따라서 단위면적당 분리유량이 크면 클수록 막 전후의 압력차가 달라집니다.

여과막이나 Membrane 처럼 막을 통해 흘러나가는 분리장치에서 막의 전후의 압력차는 공극을 통과하는 마찰저항에 의해 결정되기 때문에 이 마찰손실을 무시할 수 없습니다.  <마찰저항>의 역수는 바로 <통과계수>에 해당하는데 마찰정항이 없다면 통과계수는 무한대가 된다는 의미가 되므로 분리막에서의 저항혹은 마찰이 없다는 것을 고려할 수 없습니다. 

출구의 N2의 순도가 100%에 가깝고 분압이 막 입구  N2분압에 가까운  6.32 barg가 될 수 있습니다.  그러나 출구압력이 그 압력이 되는 경우는 Flux가 0인 상태에 해당합니다.  통과유량이 없다는 이야기는 쓸모가 없다는 의미이지요.  합리적 유량을 가지려면 차압을 <적절히> 허용해야 합니다.     

(통과유량)=(통과계수)*(입구분압 - 출구분압)*(통과막 면적)---->(출구분압) = (입구분압) - (유량)/(통과면적*통과계수)  ...(1)

위의 (1)식에서 유량이 0 일경우 출구분압=입구분압    ........이때의 분리장치는 효능(쓸모)이 없는 장치에 해당
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