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  팽창기의 현실성에 관하여 질문드립니다.
  글쓴이 : 화공학도할…   고유ID : choisuin116     날짜 : 22-08-09 00:01     조회 : 146    
안녕하세요! 항상 스테파노님께 큰 도움을 받고 있는 학부생입니다.
공정설계에 대해서 관심이 많아 공부하던 중 궁금한 것이 더 생겨 질문남깁니다.

압력을 높이고 온도를 낮추는 것을 반복하고 팽창시켜 비점을 이용해 액화시켜 잔류물질을 분리하려고 합니다.
이때 마지막 과정에서의 팽창기에서 80bar에서 4bar로 팽창시키려고 합니다 이것이 실제로 가능한 공정인지 궁금합니다.
유량은 100m3/h에서 1200m3/h정도로 팽창합니다.

더불어 팽창기를 사용해 압력을 팽창시킬 수 있는 범위에 대해서 찾아봤는데 찾기 힘들어 스테파노님께 여쭤봅니다.
팽창기를 사용했을 때 얼마나 팽창 할 수 있나요?

고견부탁드립니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.

스테파노 Stefano   22-08-09 06:21
A1) <압력을 높이고 온도를 낮추는 것을 반복하고 팽창시켜 비점을 이용해 액화시켜 잔류물질을 분리하려고 ..>
=>압축하고 냉각하였을때 액화(응축)이 일어나려면 그 온도가 임계온도 이하라야 가능합니다.
=>고압에서 저압으로 팽창시키면 비점과 관계없이 모두 기화되기 때문에 분리공정에 이용할 수 없습니다.
=>압축 냉각 및 팽창을 반복하여 분리하는 공정은 초저온 공기분리공정이 대표적입니다. 
=>잔류물질의 비점이 나머지 물질의 비점보다 높은지 낮은지 검토하고 압축동력이 얼마나 필요한지 냉각열은 얼마나 되는지 비교하여 분리공정에 필요한 에너지 소요량을 상호 비교하여 그 공정의 현실성(경제성)을 판단해야 합니다.    에너지 차니가 아주 크다면 정성적 판단도 가능합니다.

A2) <.. 마지막 과정에서의 팽창기에서 80bar에서 4bar로 팽창시키려고 합니다 이것이 실제로 가능한 공정인지 궁금합니다.
유량은 100m3/h에서 1200m3/h정도로 팽창합니다.>
=>압력을 낮추는 것은 가능하지만 팽창전후 과정에서 통과하는 노즐전후의 압력비 한계가 존재합니다.  압력비 한계가 있는경우라면 몇단계로 순차적 팽창하면 가능합니다.  (이곳 Q&A 게시물 #6656의 답변을 참조)
=>압축 팽창에서 유량이 달라지지는 않고 액상의 경우 Flashing 하게 되면 기-액 평형에 따라 액상과 기상의 유량으로 분리되지요.
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