반면 발생되는 증기 흐름량은 하부 환류부에서 비교적 균일한 흐름을 보이 고 상부의 보조 정류부는 환류부보다 증가하나 용액이 주입되는 단에서 증기 흐름량이 증가하다 감소함을 보인다. 이는 탑 하부는 액과 증기의 물질전달 즉 증발과 흡수가 균일하게 형성되기 때문이고, 상부 GAX부에서는 흡수보다 증발이 크게 발생되며 특히 용액주입 단에서의 발생량이 크게 된다.
형태와 규격에 따라 석유화학 공정에서 정류 효과의 차이를 갖는 것과 동일 한 것으로 판단된다[14]. 즉, 철섬유는 규격이 0.2mm로 균일하여 충진식 정류 기내에 비교적 균일한 충진이 이루어져 암모니아 증기로부터 물의 열 및 물 질전달이 원활하게 이루어져 제일 높은 암모니아 농도를 보이는 반면, 구리섬 유는 열전달 효과는 철섬유보다 크나 규격이 0.3∼0.5mm로 불균일하여 정류 효과 차이를 갖는 것으로 보인다. 한편 랫싱링(rashing ring)은 충진재 간의 공간이 많아 암모니아와 물증기로부터 물의 응축이 원활하게 이루어지지 않 는 것으로 분석된다.
또한 비철금속인 구리섬유의 경우는 산소가 존재하게 될 때 부식이 발생하 게 된다. 랫싱링은 제작이 어려움에 따라 가격이 고가인 반면 철섬유는 내식 성이 있고 저가인 장점을 지닌다.
10 20 30 40 50 60 99.4
99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0
CO PPER FIBRES
NH3 CONCENTRATION
PACKING RATIO(%)
Fig. 4.8 NH3 Concentration with increasing packing ratio(copper fibres)
10 20 30 40 50 60 99.4
99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0
RASCHING RING
NH3 CONCENTRATION
PACKING RATIO(% )
Fig. 4.9 NH3 Concentration with increasing packing ratio(rasching ring)
10 20 30 40 50 60 99.4
99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0
IRON FIBRES
NH3 CONCENTRATION(%)
PACKING RATIO(% )
Fig. 4.10 NH3 Concentration with increasing packing ratio(iron fibres)
10 20 30 40 50 60 99.4
99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0
IRON FIBRES RASCHING RING COPPER FIBRES NH3 CONCENTRATION(%)
PACKING RATIO(%)
Fig. 4.11 Comparison of Packing materials
0.00 .05 .10 .15 .20 .25 .30
0 20
40 60
99.4 99.6
99.8 100.0
UA[KJ/Sec-K]
PACKING TRATIO[%] NH3
CONCE
NTRATION[%]
Fig. 4.12 NH3 Concentration & UA with increasing packing ratio (Iron fibres)
Fig 4.12는 철섬유(iron fibres)의 충진량에 따른 전열계수(UA)와 암모니아 의 농도를 나타낸 그림이다. 충진재의 철섬유의 전열면적으로 정확히 나타낼 수 없으므로 전열계수 값을 총괄전열계수에 철섬유 전열면적이 곱하여진 UA 값으로 나타내었다.
관외 막응축 전열량 계산식인 식 (2.2)와 (2.3)을 적용하여 제작한 정류기의 전열량에 비하여, 철섬유를 15%∼36% 충진했을 때 충전율에 따른 전열량이 1.06 ∼ 1.32배 증가하였다. 이 때 전열량은 정류관내 냉각수의 온도차로 산정 하였다. 이 전열량의 향상은 충진율에 영향을 받고 암모니아 농도에 영향을 주므로 이의 함수로 나타내면, 충진율을 PR, 암모니아 농도를 CN이라고 할 때,UA = f (PR, CN)의 함수로 정의하여 Fig. 4.4.4로부터 관계식을 구하면 다음과 같이 나타내 진다.
UA = a․( 1+b․PbR․CdN) (4.1)
where, a : 0.01567 b : 7.3832E-3 c : 0.6212 d : 0.3927
위 식은 ±20%이내의 정확도를 가지며, 충진식 시스템에서의 전열현상을 잘 나타내고 있다고 판단되어 진다.