화공계측제어(5) 공정모사(설계), 공정개선, 열물질 수지검토 목차 정리

1. 공정설계 기초

1. 화학물질의 물리 화학적 특성

 1) 화학물질

     원소 화합물 및 인위적인 반응에 의해 얻어진 물질과 자연상태에서 존재하는 물질을 화학적으로 변형시키거나 추출 또는 정제한 것을 말한다. 

 

     종류: 유독물질, 허가물질, 제한물질, 금지물질, 사고대비물질, 유해화학물질

 

     *유해성: 화학물질의 특성 등 사람의 건강이나 환경에 좋지 않은 영향을 미치는 화학물질 고유의 성질

     *위해성: 유해성이 있는 화학물질이 노출되는 경우 사람의 건강이나 환경에 피해를 줄 수 있는 정도

 

 2) 화학물질의 분류

  (1) 물리적 위험성에 의한 분류

  (2) 건강 유해성에 의한 분류

  (3) 환경 유해성에 의한 분류

 

2. 화학물질의 물리적, 화학적 분류

 1) 물리적 상에 의한 분류

    고체, 액체, 기체

 

 2) 물질의 조성에 따른 분류

  (1) 순수한 물질: 원소, 화합물

  (2) 혼합물: 균일 혼합물, 불균일 혼합물

 

3. 화학적 특성과 물리적 특성

 1) 물리적 특성

     녹는점, 끓는점, 밀도, 열정도성, 전기 전도성, 용해도

 

 2) 화학적 특성

   (1) 인화성 : 불이 잘 붙는 성질이다. 인화점보다 높은 온도에서는 화원에 의해 인화될 위험이 있다. 

 

   (2) 폭발성 : 폭발할 수 있는 성질이다. 폭발성 물질 취급 시 점화원을 멀리하거나, 가열, 마찰, 충격을 주지 않아야 한다. 

        ex) 질산에스테르, 니트로화합물, 화약류

 

   (3) 가연성 : 물질이 타기 쉬운 성질이다. 물질이 가연성을 나타내기 위해서는 공기 또는 산소의 공급이 충분해야 하며 온도가 항상 그 물질의 발화점 이상으로 유지되어야한다. 

        ex) 수소, 메테인, 알코올, 셀룰로이드

 

   (4) 산화성 : 산화할 때 큰 발열을 수반하며, 폭발적 현상을 일으키는 물질이다.

   (5) 환원성 : 다른 물질을 환원시키려는 성질이다. 

   (6) 산성

   (7) 염기성

 

4. 국제규격

 1) 한국산업표준(KS)

 2) 미국재료시험협회(ASTM)

 3) 미국기계학회(ASME)

 4) 미국석유협회(API)

 5) 국제전기표준회의(IEC)

 6) 일본공업규격(JIS)

 7) 국제표준화기구(ISO)

 8) 영국국가규격(BS)

 9) 독일공업규격(DIN)

 

2. 공정개선

1. 일반적인 공정 이상 문제 발생 시 조치사항

 1) 온도가 높은 경우

1. 설비와 연결되어 있는 냉각 및 가열 장치를 체크하거나 열교환기가 정상적으로 운전되고 있는지를 체크해서 이상 원인을 제거한다. 
2. 냉각수량을 늘리거나 추가 냉각을 실시해야한다. 
3. 유량을 조절하거나 냉각수량을 증가시키는 등 냉각 기능을 강화시킨다. 

 2) 온도가 낮은 경우

1. 설비와 연결되어 있는 냉각 및 가열 장치를 체크하거나 열교환기가 정상적으로 운전되고 있는지를 체크해서 이상 원인을 제거한다.
2. 유량이 변화된 원인을 조사해서 유량을 정상화시킨다. 
3. 유량이 증가할 경우, 가열 기능이 정상이라고 해도 충분한 열량이 공급되지 못해 저온 현상이 나타날 수 있으므로, 유량을 줄이거나 가열 기능을 강화한다. 
4. 동절기의 경우, 냉각수량을 줄이거나 보온 조치 등으로 온도 저하를 방지한다. 

 

 3) 압력이 높은 경우

1. 온도 상승에 의한 압력 상승 여부 체크 (온도는 압력에 영향을 줄 수 있는 인자이기 때문)
2. 밸브, 배관 확인
3. 수입량와 배출량의 균형을 잡아준다. 

 

 4) 압력이 낮은 경우

1. 온도 올려줌
2. 밸브 닫아줘야함
3. 투입량과 배출량의 균형

 

 5) 유량이 증가하는 경우

1. 한쪽의 압력이 감소하면 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐름이 증가하므로, 압력 감소의 원인을 조사하여 조치한다. 
2. 흡입부의 압력이 증가하면 토출부의 유량이 증가하므로, 흡입부의 압력 증가 원인을 해결해야 유량이 정상화 된다. 

 

 6) 유량이 감소하는 경우

1. 유량 증가와 반대 경우에 의해 발생할 수 있다. 
2. 배관이나 밸브 상태 체크

 

3. 열물질 수지검토

1. 플래시 탱크(재증발탱크)의 에너지 계산하기

1. 플래시 탱크의 공정도를 파악한다. 
2. 25ata 증기배관 방열 등으로 인한 응축발생량을 계산한다. 
3. 25ata 증기배관에서 발샌한 응축수를 기존 3.8ata 재증발탱크로 회수할 경우 에너지 회수량을 계산한다. 
4. 에너지 회수 경제성을 계산한다.