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Packing Tower

1) Packing Tower 의 구조

[그림 21] Packing Tower 의 구조

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2) Packing 의 종류

그 종류가 매우 다양하며 Steel, Ceramic, Plastic 재질 등으로 만들어진다.크게 Random Packing 과 Structured Packing 으로 나눌 수 있으며 그 대표적인 형태는 다음과 같다.

(Random Packing)

Rasching Ring Pall Ring Saddle

(Structured Packing)

[그림 22] Packing 의 종류

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3) Packing 의 특성

(1) Random Packing

Random Packing 의 선택은 Theoretical Plate 와 같은 높이, 압력, 재질,Fouling 등을 고려하여 신중히 선택하여야 한다.

[그림 23] Random Packing 의 원리

(2) Structured Packing

Structured Packing 은 Low Pressure Drop 과 High Efficiency를 갖고 있으나Cost 가 높아 Pressure Drop 이 Critical 한 Vacuum Column에서 많이 사용되고 있다.

[그림 24] Structured Packing 의 원리

LV V

L LV V V

LV V

V V V

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(3) Random Packing 의 Loading 방법

Tower 내부에 Random Packing 을 Loading 할 경우, Packing 의 형상을 보호하기 위하여 물을 채우고 Loading 하거나 Chute 및 Sock 을 이용하여 그림과 같이 Loading 하는 방법을 권장하며, Packing 의 밀도가 Tower 내부에 골고루 분포될 수 있도록 한다.

[그림 25] Random Packing 의 Loading 방법

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4) Internal Component

(1) Distributor

Bed Top 에 설치되어 Liquid 를 고르게 분배하는 역할을 하며 Flow Rate,Pressure Drop, Flow Phase 를 고려하여 선정하여야 한다.

Orifice Plate Distributor Trough Distributor

Spray Nozzle Distributor Ladder Pipe Distributor

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Tubular Distributor Wall Wiper Liquid Redistributor

[그림 26] 각종 Distributor 의 형태

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(2) Bed Limiter (Hold Down Plate)

Bed Limiter 는 Support Ring 에 부착하여 Packing 을 Column에 Charge 한 후Level을 맞추고 과도한 Vapor Flow Rate 에 의하여 Packing 이 이탈되는 것을 방지한다. Hold Down Plate 는 Ceramic 또는 Tower Packing 맨 위에 얹어두는데 Metal 또는 Plastic Packing 에는 사용하지 않는다.

(Bed Limiter)

(Hold Down Plate)

[그림 27] Bed Limiter & Hold Down Plate 의 형상

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(3) Support Plate

Support Plate 는 Packing 을 떠받치는 기능을 수행한다.

Light Duty Support Plate

Grid-Type Support Plate

Gas Injection Support Plate

[그림 28] Support Plate 의 형상

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5) Tray Type 과 Packing Type 의 비교

(1) Packing Tower 의 장점

가. Vapor / Liquid Rate 가 Trayed Type 으로서는 부적합할 경우 유리하다.

나. Tower 의 지름이 작아진다.

다. Pressure Drop 이 작아진다.

라. 기존 Tower 의 Revamping 에 유리하다.

마. 액의 편류가 일어나기 어렵다.

바. Hold-Up 이 작다.

사. Vapor / Liquid 의 접촉성이 좋다.

아. 총 중량이 가벼우며 내식성이 좋다.

(2) Packing Tower 의 단점

가. 처리량의 허용범위가 작다.

나. Cost 가 높고 계산에 어렵다.

다. 액을 탑내에 균일하게 분포시킬 경우 탑경을 확대해야 한다.

라. 액체 편류시 효율감소가 크다.

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Tower 의 부속구

1) Demister

Demister 는 유체에 포함된 Mist 나 Dust 를 제거하고 분리하는 일종의 Filter로서 용기 내에서 반응작용을 효과적으로 일으키게 하는 반응촉진제의 역할을 하기도 한다.

[그림 29] Demister 의 형상

2) Skirt

Tower 중량을 지지함과 동시에 바람 또는 지진하중에 견딜 수 있게 하는 것이다.

3) Platform 과 Ladder

Manhole 이나 Handhole 개폐 및 청소점검, Safety Valve 나 각종 계기류의 보수 보존 또는 접속 Valve 조작 등을 위해 설치한다.

4) Lifting Lug

Tower 설치 혹은 해체시 Crane 에 걸기 위해 Tower 에 용접해 둔 고리이다.

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5) Davit

Manhole Open/Close 시 Cover 를 매어서 회전시키기 위한 부품이다.

6) Nozzle

(1) Feed Nozzle

액체 혼합물을 특정한 Tray에 들어가게 하는 것으로서 둘 이상의 FeedConnection을 갖는 Tower 도 많다. 둘 이상의 경우에는 증류탑 운전의Flexibility가 좋아져서 운전중의 변화에 쉽게 적응할 수 있다.

(2) Bottom Nozzle

증류탑의 밑부분에서 Heavy Product 를 Liquid 형태로 뽑아내기 위한 것으로서 Pump 로 연결될 수도 있다.

(3) Overhead Vapor Nozzle

Light Boiling Product 를 Vapor 형태로 뽑아내기 위한 것으로서 Condenser 로이어지는 경우가 많다.

(4) Reflux Nozzle

Liquid 를 탑상부로 되돌아가게 하는 Nozzle 로서 이 Liquid 는 아래로 내려가면서 상승하는 Vapor 와 접촉하게 된다.

(5) Reboiler Vapor Nozzle

Reboiler 로부터 Vapor 를 탑의 하부로 들어가게 하는 Nozzle 로서 하강하는Liquid 와 Vapor 는 접촉하게 된다.

(6) Reboiler Liquid Nozzle

이것은 Tower 의 하부에서 Reboiler 에 액을 공급하는 Nozzle 이며,실제로는

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Vapor 와 Liquid 의 혼합물이 흐르게 되는데 Liquid 는 다시 탑하부로 떨어지게 되어 Reboiler 로 순환하게 된다. 만약 Vapor Inlet Nozzle 이 있는 Tower에서는 Reboiler Vapor Nozzle 이나 Reboiler Liquid Nozzle 이 없을 수도 있다.

(7) Thermocouple, Thermowell, TI, TIC, TR, TRC 측정을 위한 Nozzle

내부 온도를 측정하기 위한 계기를 설치하는 Nozzle 이다.

(8) Sample Connection

내부 유체의 Sample 을 채취하기 위한 Nozzle 이다.

(9) Pressure Gauge

Tower 내부 압력을 측정하기 위한 압력계기를 설치하는 Nozzle 이다.

(10) Level Control

2 개의 쌍으로 되어 있어 Liquid Level을 알려주며 Bottom Nozzle 에서 나오는 Liquid 양도 다소 조절한다.

(11) Level Gauge

유리 Tube 의 형태의 Level Controller 근처에 설치되어 Liquid Level을 알 수있게 하는 것이다.

(12) Drain

Shut Down 시에 Tower 내의 액체를 Drain 시켜준다.

(13) Steam Out

Shut Down 후에 Tower 내에 남아있는 Chemical을 제거하기 위해 Steam 으로 불어내어 Tower 내에서의 안전작업이 가능하게 한다.

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(14) Vent

Air 를 뽑아내기 위한 것으로서 운전을 시작할 때 탑내에 차있는 공기를 제거한다.

§ Tower정비작업 표준(Ⅳ-834-FA2004): 정비작업표준, SK 작업표준

§ Packing Catalogue : 대림산업

참고문헌