- SCRUBBER에 MIST ELIMINATOR 적용시 공탑속도 적용에 대한 고찰 -
1. MIST ELIMINATOR에서 잡을 수 있는 입자경은?
: 유속에 따라 다르지만 약 40㎛까지입니다.2. SPRAY NOZZLE에서 발생되는 입자경은?
: 압력식 일류체 SPRAY NOZZLE 중에서 가장 대표적으로 사용되고 있는 SPIRAL TYPE의 나선형노즐에서 압력 1~2kgf/㎠g에서 발생되는 입자경 분포는 약 500~1,500㎛입니다.3. 그럼 SCRUBBER에서 수분 또는 백연이나 산 MIST 등 아주 작은 입자를 잡을 수 있나요?
: 입자가 너무 작으면 관성의 영향을 받지 않기 때문에 잡을 수 없습니다. 유속을 더 크게 하여도 잡을 수 없다는 뜻입니다 그렇기 때문에 백연이나 산 MIST 등을 잡겠다고 유속을 빠르게 할 필요는 없습니다.4. 그럼 SPRAY NOZZLE에서 발생된 물방울 중에서 작은 입자는 SCRUBBER
공탑속도 약 1.0m/sec에서 유속이 낮기 때문에 못 잡는 것은 아닌가요?
: 위에서 언급되었듯이 SPRAY NOZZLE에서 발생된 물방울은 상대적으로 매우 크기 때문에 (500~1,500㎛) 속도가 여하한 작아도 100% 잡힙니다.5. 그렇다면 예를들어 공탑속도 0.1m/sec에서도 잡힌다는 뜻인지요?
: 물론입니다. 순환수펌프를 100% 가동한 상태에서 SCRUBBER INLET의 DAMPER를 10%만 열었을 시 공탑속도는 1.0m/sec에서 0.1m/sec가 될 것입니다. 이때 STACK에서 물방울 비산이 되던가요? 경험적으로 그런 적은 없었습니다. GAS 속도가 여하한 낮아도 500㎛정도의 입자는 관성의 영향을 완전히 받는 다는 뜻입니다.6. 결론 SCRUBBER에서 MIST ELIMINATOR 적용시 관성의 영향을 받기 위한 목적으로
유속을 빠르게 할 필요가 없습니다. ===> 유속을 빠르게 하면 SCRUBBER의 다른 부분에서 심각한 나쁜 영향을 미치게 됩니다. ===> 아래 글에서 설명 이어집니다.
7. 가끔보면 원형스크라바에서 MIST ELIMINATOR 설치부분에 가장자리 부분을
판으로 막아놓고 MIST ELIMINATOR를 사각으로 해서 면적을 줄여서 공탑속도를
높혀 설치하는 경우를 종종 봅니다 왜 그렇게 설계하는지요?
: 아래 그림과 같이 설계하는 경우입니다 물방울이 관성의 영향을 받게 하려고 일부러 단면적을 줄여서 유속을 높게 설계한 예입니다. 필자는 이와 같은 설계의 부적절함을 수십년에 걸쳐 설명해 왔습니다.
8. 그럼 왜 이와 같은 설계가 부적절하다고 합니까?
1) 앞글에서 설명하였듯이 유속을 높인다고 수분 또는 백연 산미스트를 잡을 수는 없습니다. 2) 속도를 높인다고 SPRY NOZZLE에서 발생된 물방울을 더 잡지도 못합니다. 이미 낮은 속도에서도 입경이 충분히 크기에 100% 잡기 때문입니다. 3) 잘못하면 ELIMINATOR부분에서 범람점(FLOODING POINT)이상에서 운전되어 물방울 비산이 될 수 있는 치명적 결함이 발생할 수 있습니다. 4) 우리가 설계에 적용하는 공탑속도는 평균유속일 뿐이지 결코 실제속도가 아닙니다. 어떤 경우에도 다소의 차이는 있을지라도 편류가 당연히 발생하기에 특히 중심유속은 설계속도보다 10~30% 더 높게 형성됩니다. 설계자의 유속보다 국소부의 유속은 더 크게 발생하여 범람점 이상에서 운전되어질 수 있음을 유의해야 합니다. 5) 이와 같이 설계해도 물방울 비산이 안 된다고 하는 분들도 있습니다. 네 그런 경우는 유속이 범람점 경계선 바로 이하에서 운전된 경우입니다. 하지만 말입니다. 비산이 없다고 모든 게 다 좋을 수는 없습니다. 6) 이와 같이 SCRUBBER의 가장자리 상당부분을 막아버리면 SCRUBBER 전체에서 보았을 때 중심유속이 빨라지는 즉 편류가 훨씬 더 심하게 됩니다. 이는 SCRUBBER의 목(숨통)을 조여놓는 경우와 같다 하겠습니다. 즉 충전층(PALLRING층)에서 편류가 심해진다는 뜻이고 이로 인해 GAS제거 효율이 떨어질 수밖에 없습니다 제일 중요한 충전물이 제대로 대접을 받지 못하는 즉 제 기능을 다하지 못하게 됩니다. 주(충전물) 객(엘리미네이터)이 바뀐 경우라 하겠습니다 ==>효율저하는 당연합니다 이와 같은 도면을 대할 때마다 참으로 아쉬움이 큽니다.9. 구조상에 있어 바람직한 SCRUBBER 설계란 무엇입니까?
: 당연한 이야기듯이 INLET부분부터 SCRUBBER 내부 및 최종 SPACK까지 편류가 최대한 완화되는 것에 설계의 중점을 두어야겠습니다. (별도의 게시물에서 설명드리겠습니다.)10. 이와 같이 설계제작되어 비산 및 다른 문제가 발생되고 있으면 대책은 무엇인지요?
: 대책은 ELIMINATOR부분의 구조를 전면 교체하는 수밖에 다른 방법은 없습니다. 11. 실제 위와 같은 문제가 발생하였시 전면교체하여 해결된 사례가 있는지요?
: 네 많이 있습니다. 12. 석유화학플랜트공장에서 제품생산을 목적으로 설계되어 운영하고 있는 정식 SCRUBBER에서
이와 같이 ELIMINATOR 부분에 가장자리를 막고 단면을 줄인 경우가 있는지요?
: 그러한 사례는 단 한 군데도 없습니다. 오직 환경SCRUBBER에서만 사용하는 아주 기형적인 현상입니다. - 동우하이텍(주) 이회영 -
