(공정공학)알콜농축공정의 설계

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(공정공학)알콜농축공정의 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론
Ⅰ. 알코올 농축공정

본론
Ⅱ. HYSYS을 이용한 알코올 농축공정의 설계
1. HYSYS의 정의
2. HYSYS의 특징
3. HYSYS를 이용한 설계
Ⅲ. 공장운영시 들어가는 비용
1. 대출자금
2. 토지임대료
3. 전기료
4. 수도세
5. 인건비
6. 세금

결론
Ⅳ. 경제성을 고려한 최종 설계

본문내용

여러탑에서 넘어온 저비점 성분을 많이 포함한 알코올액을 증류 하여 상부로 불량주정을 뽑아내고 하부에서 불순물이 제거된 알코올액을 회수하여 초류탈수탑으로 보낸다
제2추출탑
요예열탑, 제1추출탑의 냉각기에서 넘어온 불순알코올액을 가수정제하여 상부로는 저비점성분을 분리하여 불량주정탑으로 보내고 하부의 알코올액은 초류탈수탑으로 보낸다. 제2추출탑은 보조탑으로서 없는 제조장도 있다.
※ 조류(粗溜)알코올 증류장치
해외로부터 알코올 원료로 수입되는 조주정(粗酒精)은 요탑, 초류탑이 필요하지 않아 비교적 증류조작이 간단하며 전술한 추출탑, 정제탑, 제품탑, 불량주정탑만으로도 고품질의 주정 제조가 가능할 뿐만 아니라 폐수도 발생하지 않아 폐수처리 시설도 필요 없으므로 매우 경제적이다.
④ 마지막 Distilation Column의 Mointor 화면에 있는 각 항목에 대한
부가설명
㉠ Input Summary ⇒ 입력의 개요이다.
㉡ View Initial Estimate ⇒ 처음의 견적을 볼 수 있다.
㉢ View ⇒ 클릭하면 specifications에서 선택된 specification을 보여 준다.
㉣ Profile
⇒ Distillation Column에서 각 단의 온도와 압력, 흐름을 보여주는
graph이다. 좀 더 정확한 값을 보려면 performance의 창으로 들어가서 pinch를 보면 각 단에서 자세한 데이터가 나와 있다.
여기서는 Distillation Pressure은 Distillation column의 압력 상단의
압력이 하단보다 낮고 Feed 단의 압력이 더 낮다.
flow의 흐름은 압력이 높은 곳에서 낮은 쪽으로 흐른다.
㉤ Add Specification Type
클릭하면 column을 선택할 수 있는 창이 열리고
Specification 의 종류를 선택한다.
㉥ Group Active
⇒ 가장 높은 상태에서 모든 활동적인 specifications을 group로 만든다.
㉦ Update inactive
⇒ 현재 값에서 모든 비활동적인 specifications을 새롭게 한다.
㉧ Delete ⇒ 이 column의 작동을 삭제한다.
㉨ Column environment
⇒ Column의 Flow sheets의 Build Environment 안으로 들어간다.
㉩ Run ⇒ 새로 계산된 견적과 column을 형성한다.
㉪ Reset ⇒ 현재의 해결책과 견적을 새롭게 한다.
㉫ Converged
⇒ 현재 설계 장치가 제대로 실행되면 뜨고 그렇지 않을 경우 빨간색의
unconverged가 뜬다.
㉬ Specifications
⇒ specified value : 미리 지정된 값을 나타낸다.
current value : 현재의 값을 나타낸다.
wt error : 값에 더해진 오차를 나타낸다.
active, estimate, current의 여부에 따라 아래에 있는 degrees of feedom(자유도) 가 -1이나 1이 되면서 작동하지 않게 된다. (0일 때 작동 가능)
Ovhd Vap Rate : 증류탑에 들어간 스팀이 응축에 의해 생긴 폐수
Reflux Rate : 환유량
Active : 자유도 값이 0이 되어야 계산이 가능하다는 걸 보여주며 Active에서 체크 하는 것은 계산을 위한 임의의 설정 값이다.
⑤ 결론
FromFerm으로부터 들어오는 몰분율(Mole Fraction)과 1stProd로 생산되어서 나가는 분율(Mole Fraction)을 보면 위와 같이 나타난다.
이 결과를 보면 들어오는 물질의 대부분을 차지하는 물의 몰분율은 눈에 크게 뛰게 줄어들었고, CO2는 반응과정에서 완전히 제거되었음을 알 수 있다. 그리고 Ethanol의 경우는 매우 큰 값으로 농축되었고 다른 알코올의 경우 부분적으로 제거되었거나 조금 농축된 값을 나타낸다. 보통 알코올이라고 하면 이 Ethanol을 가리키는데 에탄올은 주정이라고도 하며 술의 주성분이다. 따라서 이 공정은 술을 만들 때 높은 도수의 술을 만들 때 유용한 공정이라 생각되어진다.
Ⅲ. 공장운영비용
1. 대출 자금
강원도 고성군청과 협의 - 13억 5천만
중소기업 지원금 - 12억
투자자 A,B,C,D… 총 11명 - 30억
2. 부지 임대료
10억 5천만원 (임대료 5천만 + 월 300만원)
3. 전기세
보일러 - 열병합 보일러 ,일반 보일러
발전기 - 열병합 발전기(930kW)
일반 발전기 ( 320kW 1대, 300kW 1대)
수전설비 - 동력용 변압기(750kW)
고압용 변압기(600kW)
조명용 변압기(100kW)
월 10000kWh 계약 → 월 9000kWh 사용
총 비용 : 약 5천만원
4. 수도세 (CO₂처리 : 18 ton/h)
월 13000㎥ 계약 → 월 12960㎥ 사용
총 비용 : 약 270만원
5. 인건비
180만원/월 x 6명 = 총 1080만원/월
6. 세금
사대보험 2만원 /1명 x 6명 = 총 12만원
연금보험 9만원/월 x 6명 = 총 54만원/월
부가가치세 및 종합소득세
6,12월 부가가치세 + 12월 종합소득세 = 자사 총 이익의 20%
1억 3천/월 x 12달 ÷ 3 x 0.2 = 총 1억 4백만
Ⅳ. 경제성을 고려한 최종 설계
순이익
= 월 5천 6백만원
= 총이익 1억3천만원 - 수도세 270만원 - 전기세 5천만원
- 세금 860만원 - 인건비 1천만원
총 수입 1억 3천만원 중 순 이익이 5천 6백만원 이므로 공정설계가 가능하다
※ 참고 문헌
http://www.kdn-biotech.com/Dist-1.htm
http://www.muhakalc.com/
http://ntsi.go.kr/index.php?m=6163
http://thermo.korea.ac.kr/bbs/view.html?id=742&code=lab&start=0
http://myhome.naver.com/yiruni/hysys.files/frame.htm
http://prosys.korea.ac.kr/~tclee/hysys/manual
[ 화학공학 ] 박동원 저. 동아대학교 출판부
[ 공정설계(HYSYS를 이용한)] DAVE A. SHARP 저, 이종민 역 김근배

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공정공학,   설계,   공장,   알코올,   농축