[분리공정] 5. Flash Distillation 3 - Binary system 에서 만족하는 식

이번 포스팅에서는 Binary Flash distillation 에서 만족하는 식, 그 식을 통해서 구할 수 있는 것들 것 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

그 전에! 식에 들어갈 parameter 들의 의미를 알아야겠죠?

F : feed flow rate (kmol/h)

V : vapor flow rate (kmol/h)

L : liquid flow rate (kmol/h)

z : weight or mole fraction in feed 

x : weight or mole fraction in liquid 

y : weight or mole fraction in vapor

hF : feed enthalpy (liquid, vapor or two-phase)

Qflash : heat loss from flash drum

HV : vapor enthalpy (kcal/kg, kcal/kmol 등)

hL : liquid enthalpy (kcal/kg, kcal/kmol 등)

TF : feed의 온도

Tdrum : flash drum의 온도

이런 binary system에서는 2개의 independent한 mass balance 가 존재합니다.

 

①    Overall mass balance

F = V + L

(왜냐하면 전체적인 시스템을 보면 들어가는 것은 feed뿐이고, 나오는 것은 위로 V, 아래로는 L이기 때문입니다.)

②    Component balance (for more volatile component)

Fz = Vy + Lx

 

또한 Energy balance에 의해

FhF + Qflash = VHv + LhL

 

보통은 Qflash = 0 인데 그 이유는 flash drum이 adiabatic 하도록 insulated 되어 있기 때문입니다.

즉, 정리하면

1. Mass balance

① Overall mass balance

F = V + L

② The component balance

Fz = Vy + Lx

2. Energy balance

FhF + Qflash = VHV + LhL

또한, 각 enthalpy값은 각 온도와 fraction의 함수가 됩니다.

hF = hF(TF, z)

HV = HV(Tdrum, y)

hL = hL(Tdrum, x)

이렇게 해서 각각의 식은 다 알았고,

이 식을 푸는 두 가지의 방법은 저번 포스팅에서 말했던 것처럼

Sequential procedure 와 Simultaneous solution method가 있습니다.

이 두 풀이를 다음 글에서 다루도록 하겠습니다.

 

사진출처 : http://facstaff.cbu.edu/rprice/lectures/flash.html