KR101933117B1 - Appratus and method for measuring flow distribution of column - Google Patents

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KR101933117B1
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민광준
이희문
정제호
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지에스건설 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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Abstract

An apparatus and a method for measuring flow distribution of a column are introduced. The apparatus for measuring flow distribution of the column comprises: a sensor for measuring a voltage on each layer of a column provided with a fluid distributor; and a control system for calculating the distribution of electric conductivity using the measured voltage to confirm the flow distribution of a fluid in the column. The electric conductivity measured at each layer of the column through an electrical resistance sensor can be used to determine the distribution of fluid on a bottom layer of the column as well as the distribution of fluid on the entire layer of the column.

Description

컬럼의 유량분포 측정장치 및 측정방법{APPRATUS AND METHOD FOR MEASURING FLOW DISTRIBUTION OF COLUMN}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING FLOW DISTRIBUTION OF COLUMN [0002]

본 발명은 컬럼의 유량분포 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 컬럼의 하층에서의 액체 분포는 물론, 컬럼의 전체 층에서의 액체 분포를 확인할 수 있는 컬럼의 유량분포 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the flow rate of a column, and more particularly, to a device and a method for measuring a flow rate distribution of a column capable of confirming a distribution of a liquid in all layers of a column as well as a distribution of a liquid in a lower layer of the column .

일반적으로 액체 분배장치는 정유, 석유화학 및 정밀화학과 유해가스 또는 유기물의 제거를 위해서, 증류, 흡수, 냉각 원리를 적용한 증류탑, 흡수탑 등에 사용된다. 그리고 트레이 및 충전물과 같은 기체-액체 접촉 장치는 정유 및 석유화학 산업에서 다양한 분리를 수행하는 데 사용된다. 트레이는 컬럼의 유동이 발생할 경우 물 넘이둑에서의 범람 때문에 부적합하며, 해상에서는 일반적으로 불규칙 충전물 보다는 구조화 충전물(structured packing)이 사용된다. Generally, the liquid distributor is used for the distillation tower, absorption tower, etc. which apply the principle of distillation, absorption and cooling for the removal of essential oil, petrochemical, fine chemical and harmful gas or organic matter. And gas-liquid contact devices such as trays and packing are used to perform various separations in the refinery and petrochemical industries. Tray is inadequate due to flooding in the dikes when column flow occurs and structured packing is generally used at sea rather than irregular packing.

구조화 충전물을 컬럼 내에서 사용하는 것은, 저압 강하가 중요한 경우에 많은 장점을 가진다는 점이 널리 알려져 있다. 그러나, 컬럼의 성능은 충전물 내에서 국부적으로 발생하는 액체 하강류와 기체 상승류 간의 평형을 형성하고 유지시키는 것에 좌우된다. It is widely known that the use of structured packing in a column has many advantages when low pressure drop is important. However, the performance of the column depends on forming and maintaining an equilibrium between the liquid descending flow and the gas ascending flow, which occur locally in the packing.

이러한 충전물 내에서의 액체와 기체의 분포는, 유체들의 충전물에 대한 초기 공급량 및 충전물의 개별적인 특성에 의하여 영향을 받는다. 다양한 이유로 인하여, 충전물 내에서 액체의 분포가 증기의 분포보다 더 초기 공급량에 대해 민감하다. 전형적으로, 액체의 초기 공급량은 액체 분배기에 의하여 형성된다. 액체 분배기의 개관 내에서의 액체 수위가 균일해야 한다는 것이 주수구로부터의 유동이 균일하게 되기 위한 최소 조건이다.The distribution of the liquid and gas in such a filling is influenced by the initial amount of the filling of the fluids and the individual characteristics of the filling. Due to various reasons, the distribution of the liquid in the filling is more sensitive to the initial supply than the distribution of the vapor. Typically, the initial supply of liquid is formed by a liquid distributor. It is the minimum requirement for the flow from the water inlet to be uniform that the liquid level in the opening of the liquid distributor must be uniform.

컬럼의 구조화 충전물 내부에 액체 및 기체의 균일한 분포를 유지하는데에는 어려움이 있으며, 이는 유체가 컬럼 단면을 가로질러 충전물 내부의 도관을 따라 이동하기 때문이다. 이 이동은 액체 및 기체 유동의 국부적 불평형을 일으키는 경향이 있으며, 증류 성능을 저하시킨다. 이러한 현상을 나타내는 한 가지 징후는 물질 이동 효율과 컬럼의 직경 간의 잘 알려진 관계로서, 즉 직경이 작은 컬럼은 직경이 큰 컬럼보다 물질 이동률이 큰 경향이 있다는 것이다. It is difficult to maintain a uniform distribution of the liquid and gas within the structured packing of the column because the fluid moves along the conduit inside the packing across the cross section of the column. This movement tends to cause local imbalance of the liquid and gas flow, and degrades the distillation performance. One indication of this phenomenon is a well-known relationship between mass transfer efficiency and column diameter, that is, a smaller diameter column tends to have a higher mass transfer rate than a larger diameter column.

이론적으로, 단면을 가로지르는 전체 컬럼 성분들의 신속한 혼합은 직경이 작은 컬럼 내에서 더 쉽게 이루어지며, 따라서 국부적 유동 불평형의 영향을 완화시킨다. 해상에서 적용되는 경우와 같은 정지되지 않은 컬럼 설비는 균일한 액체 분포를 유지하는 점에 있어서 특수한 문제를 일으킨다. 컬럼의 주기적인 요동은 컬럼의 벽 쪽으로 액체를 강제 유동시키는 경향이 있으며, 이는 충전물 내에서 액체와 기체 간의 심각한 유동 불평형을 발생시킨다. Theoretically, rapid mixing of the entire column components across the cross section is easier in the small diameter column, thus alleviating the effects of local flow imbalance. Unstable column installations, such as those applied at sea, pose particular problems in maintaining a uniform liquid distribution. The periodic oscillation of the column tends to force the liquid to flow towards the walls of the column, which causes severe flow imbalance between the liquid and the gas in the filling.

이에, 컬럼의 각 층별 액체 분포를 효과적으로 확인할 수 있는 방안이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a method for effectively confirming the liquid distribution of each layer of the column.

특허문헌: 국내 공개특허공보 10-1999-0067982호 (1999. 08. 25. 공개)Patent Document: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1999-0067982 (published on August 25, 1999)

본 발명의 실시예들은 전기 전도도를 이용하여 컬럼의 각 층별 액체 분포를 확인할 수 있는 컬럼의 유량분포 측정장치 및 측정방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and a method for measuring a flow rate distribution of a column capable of confirming a liquid distribution of each layer of a column using electrical conductivity.

본 발명의 일 측면에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치는, 유체분배기가 설치된 컬럼의 수직 방향으로 이격 배치되고, 상기 컬럼의 각 층에 전압을 측정하는 감지센서; 및 측정된 전압을 통해 상기 전기 전도도의 분포를 산출하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인하는 제어시스템을 포함할 수 있다.An apparatus for measuring a flow rate distribution of a column according to an aspect of the present invention includes: a sensor that is disposed in a vertical direction of a column provided with a fluid distributor and measures a voltage on each layer of the column; And a control system for calculating the distribution of the electric conductivity through the measured voltage and confirming the flow rate distribution of the fluid in the column.

이때, 상기 감지센서는 상기 컬럼의 원주방향으로 일정 간격으로 이격 배치되는 다수개의 전극을 포함할 수 있다.At this time, the detection sensor may include a plurality of electrodes spaced apart at regular intervals in the circumferential direction of the column.

또한, 상기 감지센서는 전류를 발생시키는 인접한 한 쌍의 전극과, 상기 컬럼 내부의 전도도 분포에 따라 형성된 등전위선의 분포를 전압으로 측정하는 다수개의 전극을 포함할 수 있다.The sensing sensor may include a pair of adjacent electrodes for generating a current and a plurality of electrodes for measuring the distribution of the equipotential lines formed according to the conductivity distribution inside the column as a voltage.

또한, 상기 제어시스템은 상기 유체의 유량과 상기 전기 전도도의 분포 간 비례 관계를 이용하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인할 수 있다.Also, the control system can confirm the flow rate distribution of the fluid in the column by using the proportional relationship between the flow rate of the fluid and the distribution of the electric conductivity.

본 발명의 일 측면에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치는, 컬럼의 각 층에 설치된 감지센서로부터 상기 각 층에서의 전압을 측정하는 단계; 측정된 전압을 이용하여 상기 전기 전도도의 분포를 산출하는 단계; 및 산출된 전기 전도도의 분포를 통해 상기 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a flow rate distribution of a column, comprising: measuring a voltage in each layer from a sensing sensor installed in each layer of a column; Calculating a distribution of the electric conductivity using the measured voltage; And determining the distribution of the flow rate of the fluid in each layer of the column through the distribution of the calculated electrical conductivity.

이때, 상기 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계는, 상기 유체의 유량과 상기 전기 전도도의 분포 간 비례 관계를 이용하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인할 수 있다.At this time, in the step of confirming the flow rate distribution of the fluid in each layer of the column, the flow rate distribution of the fluid in the column can be confirmed by using the proportional relationship between the flow rate of the fluid and the distribution of the electric conductivity.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기저항 센서를 통해 컬럼의 각 층에서 측정된 전기 전도도를 이용하여, 컬럼의 하층에서의 액체 분포는 물론, 컬럼의 전체 층에서의 액체 분포를 확인할 수 있다는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrical conductivity measured in each layer of the column through the electrical resistance sensor can be used to determine the distribution of the liquid in the lower layer of the column as well as the distribution of the liquid in the entire layer of the column have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치가 설치된 컬럼을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 등전위선 분포(a)와, ERT에 따른 전도율 단층사진(b)을 도시한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도도와 액체유량간의 관계(a)와, 파라미터 alpha에 따른 C2F 함수(b)를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정방법을 도시한 블록도이다.
1 is a conceptual diagram showing an apparatus for measuring a flow rate distribution of a column according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a column equipped with an apparatus for measuring the flow rate of a column according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing an isoelectric-line distribution (a) of an electrode according to an embodiment of the present invention and a conductivity tomographic image (b) according to ERT.
FIG. 4 is a graph showing the relation (a) between the conductivity and the liquid flow rate according to an embodiment of the present invention and the C2F function (b) according to the parameter alpha.
5 is a block diagram illustrating a method of measuring a flow rate distribution of a column according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description may form part of the detailed description of the invention. However, the detailed description of known configurations or functions in describing the present invention may be omitted for clarity.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and its various embodiments, it is to be understood that the specific embodiments are illustrative and not restrictive. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. And terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치를 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치가 설치된 컬럼을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 등전위선 분포(a)와, ERT에 따른 전도율 단층사진(b)을 도시한 사진이다. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a flow rate distribution measuring apparatus for a column according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a column equipped with a flow rate distribution measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a photograph showing an isoelectric-line distribution (a) of an electrode according to an embodiment of the present invention and a conductivity tomographic image (b) according to ERT.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정장치는, 전기 전도도를 이용하여 컬럼(10)의 각 층별 액체 분포를 확인할 수 있다. 여기서, 컬럼(10)은 기액 접촉을 통해 원하는 물질을 분리하는 통상의 증류 컬럼과 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 실시예에 따른 컬럼(10)은, 요동 상태 또는 경사진 상태에서 불균일한 액체 분배가 발생되는 해상용 플랫폼이나 선박 등에 설치될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, in the apparatus for measuring the flow rate of a column according to an embodiment of the present invention, the liquid distribution of each layer of the column 10 can be confirmed using the electrical conductivity. Here, since the column 10 corresponds to a conventional distillation column for separating a desired substance through gas-liquid contact, a detailed description thereof will be omitted. However, the column 10 according to the present embodiment can be installed on a marine platform or ship where uneven liquid distribution occurs in a rocking state or a tilted state.

이러한 컬럼의 유량분포 측정장치는 컬럼(10)의 각 층에 장착되는 감지센서(100)와, 감지센서(100)에서 측정한 전압을 이용하여 컬럼(10)의 층별 유체의 유량 분포를 확인하는 제어시스템(소프트웨어(200), 인스트루먼트(300))를 포함할 수 있다.The apparatus for measuring the flow rate distribution of such a column includes a sensing sensor 100 mounted on each layer of the column 10 and a flow rate measuring unit 100 for measuring the flow rate distribution of the fluid of each layer of the column 10 using the voltage measured by the sensing sensor 100 A control system (software 200, instrument 300).

구체적으로, 감지센서(100)는 유체분배기(20)가 설치된 컬럼(10)의 각 층에 장착되는 전기저항(ERT: Electrical Resistance Tomography) 센서로, 각 층의 컬럼(10)에 장착된 지점에서 전압을 측정할 수 있다. Specifically, the sensing sensor 100 is an electrical resistance (ERT) sensor mounted on each layer of the column 10 on which the fluid distributor 20 is installed, The voltage can be measured.

전기저항(ERT)을 통한 전도도 측정은, 전극을 통한 전류 주입, 전압 측정, 전도도 분포 분석으로 구성된다. 도 3에서 보듯이, 전류를 발생시켜 2개의 인접한 전극으로 흘려주고, 주입된 전류는 컬럼 내부의 전도도 분포에 따라 등전위선(iso-electrical potential line)을 형성하게 된다. Conductivity measurements through electrical resistance (ERT) consist of current injection through the electrodes, voltage measurement, and conductivity distribution analysis. As shown in FIG. 3, a current is generated to flow to two adjacent electrodes, and the injected current forms an iso-electrical potential line according to the conductivity distribution in the column.

이렇게 형성된 등전위선의 분포는 나머지 14개의 전극에서 전압으로 측정될 수 있고, 이 전압값이 인스트루먼트(300)와 소프트웨어(200)을 통하여 처리되면 전기 전도도값으로 얻어진다. 컬럼 내부를 흐르는 액체의 양이 많을수록 전기 전도도는 높아지게 되고, 액체의 양이 적을수록 전기 전도도는 낮아지게 되며, 이렇게 얻어진 전기 전도도 분포 데이터는 실험적으로 얻은 상관 관계식을 통해 액체 유량 분포로 처리 된다.The distribution of the equipotential lines thus formed can be measured as a voltage at the remaining 14 electrodes, and when the voltage value is processed through the instrument 300 and the software 200, it is obtained as an electrical conductivity value. The higher the amount of liquid flowing in the column, the higher the electric conductivity. The lower the amount of liquid, the lower the electric conductivity. The obtained electric conductivity distribution data is treated as a liquid flow distribution through an experimentally obtained correlation equation.

감지센서(100)는 컬럼(10)의 각 층에서 유동하는 유체에서 전해질 이온의 세기를 전기 전도도로서 측정할 수 있다. 예컨대, 컬럼의 동일 높이에서 유량이 많이 흐르는 지점에서는 전기 전도도는 높아지게 되고, 유량이 적게 흐르는 지점에서는 전기 전도도는 낮아지게 되는바, 이를 이용하여 감지센서(100)는 컬럼(10)의 각 층에서 유동하는 유체로부터 전기 전도도 분포를 측정할 수 있다.The sensing sensor 100 can measure the strength of electrolyte ions in the fluid flowing in each layer of the column 10 as electrical conductivity. For example, the electrical conductivity increases at a point where the flow rate is high at the same height of the column, and the electrical conductivity decreases at a point where the flow rate is small. By using the sensor 100, The electrical conductivity distribution from the flowing fluid can be measured.

이러한 감지센서(100)는 컬럼(10)의 원주방향으로 행열을 이루면서 일정 간격으로 이격 배치되는 다수개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 감지센서(100)는 컬럼(10)의 층별 상측에 위치하는 상측 감지센서(101)와, 층별 하측에 위치하는 하측 감지센서(102)로 이루어질 수 있으며, 이들 상측 감지센서(101) 및 하측 감지센서(102)는 각 층마다 이격하여 배치될 수 있다. The sensing sensors 100 may be provided in a plurality of rows spaced apart at regular intervals while being arrayed in the circumferential direction of the column 10. For example, the sensing sensor 100 may be composed of an upper sensing sensor 101 located on the upper side of the column 10 and a lower sensing sensor 102 located on the lower side of the layer 10, and these upper sensing sensors 101 And the lower side sensing sensor 102 may be spaced apart from each other.

본 실시예에서, 감지센서(100)는 3층으로 이루어진 컬럼(10)에서, 각 층에 배치되는 제 1 감지센서(100a), 제 2 감지센서(100b) 및 제 3 감지센서(100c)로 구성되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 유체의 유량 측정이 필요한 컬럼(10)의 특정 위치에 선별하여 설치될 수 있다. In this embodiment, the sensing sensor 100 includes a first sensing sensor 100a, a second sensing sensor 100b, and a third sensing sensor 100c disposed in each layer in a three-layered column 10 But it is not limited thereto and may be selectively installed at a specific position of the column 10 in which the flow rate measurement of the fluid is required.

소프트웨어(200)는 다수개의 감지센서(100)에서 인가된 전압에 대한 측정신호를 인스트루먼트(300)를 통해 수집하여 인가받을 수 있고, 인가받은 전압에 대한 측정신호로부터 컬럼(10) 내 전기 전도도의 분포를 산출할 수 있으며, 산출된 전기 전도도의 분포를 통해 컬럼(10) 내 유체의 유량 분포를 확인할 수 있다. The software 200 may collect and receive a measurement signal for a voltage applied from a plurality of the sensing sensors 100 through the instrument 300 and calculate the electrical conductivity of the column 10 from the measurement signal for the applied voltage And the flow rate distribution of the fluid in the column 10 can be confirmed through the distribution of the calculated electric conductivity.

예컨대, 유체의 유량이 많을수록 전해질 이온이 많아지고, 전해질 이온이 많을수록 감지센서(100)를 통해 측정되는 전압이 증가되므로, 소프트웨어(200) 및 인스트루먼트(300)는 감지센서(100)에서 측정된 전압을 이용하여 컬럼(10) 내 전기 전도도의 분포를 산출한 후, 산출된 전기 전도도의 분포를 통해 컬럼(10) 내 유체의 유량 분포를 확인할 수 있다.For example, as the flow rate of fluid increases, the number of electrolyte ions increases, and as the number of electrolyte ions increases, the voltage measured through the sensing sensor 100 increases, so that the software 200 and the instrument 300 measure the voltage The distribution of the electric conductivity in the column 10 can be calculated using the distribution of the electric conductivity of the column 10, and the distribution of the flow rate of the fluid in the column 10 can be confirmed through the calculated distribution of the electric conductivity.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도도와 액체유량간의 관계(a)와, 파라미터 alpha에 따른 C2F 함수(b)를 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the relation (a) between the conductivity and the liquid flow rate according to the embodiment of the present invention and the C2F function (b) according to the parameter alpha.

도 4에 도시된 바와 같이, 컬럼의 하단 부분에서 liquid collection method (LCM)를 통하여 액체유량을 실험적으로 측정할 수 있는데, 특히, 도 4a는 액체유량과 컬럼 하단과 가장 가까운 감지센서(100: ERT센서)에서 얻은 전도도 값을 통하여 전도도-액체유량 관계를 보여준다.As shown in FIG. 4, the liquid flow rate can be experimentally measured through the liquid collection method (LCM) at the bottom portion of the column. Particularly, FIG. 4A shows the relationship between the liquid flow rate and the sensor Sensor) to show the conductivity-liquid flow rate relationship.

이론적으로 ERT를 통해 얻어진 전도도는, 단위 컬럼부피 당 액체의 부피(액체 홀드업), 액체자체의 전도도, 액체가 패킹표면에 젖어 있는 형상과 관련이 있다. 이러한 값들을 이론적으로 정확하게 계산하기가 힘들기 때문에 실험적인 관계식을 얻어야 할 필요가 있다. Theoretically, the conductivity obtained through ERT is related to the volume of the liquid per unit column volume (liquid hold-up), the conductivity of the liquid itself, and the shape of the liquid wetted on the packing surface. Since it is difficult to calculate these values theoretically accurately, it is necessary to obtain an experimental relation.

실제 데이터 처리를 위한 적용은 C2F basis 함수를 이용하여 ERT로 계산된 전도도에 대한 액체 유량값을 초기값으로 얻고, 이 액체 유량값의 합이 운전조건으로 흘려준 액체 유량값이 되도록 C2F의 파라미터를 추정하여 얻을 수 있다. 아래의 식 1은 C2F의 식이다. 식 1에서 Lm과 alpha를 추정하여 q(C)를 얻을 수 있다.The application for actual data processing is to obtain the initial value of the liquid flow value for the conductivity calculated by the ERT using the C2F basis function and to calculate the C2F parameter so that the sum of these liquid flow values becomes the liquid flow value flowing in the operating condition . Equation 1 below is an expression of C2F. We can obtain q (C) by estimating Lm and alpha in Eq. (1).

[식 1][Formula 1]

Figure 112017124253155-pat00001
Figure 112017124253155-pat00001

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 유량분포 측정방법을 도시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a method of measuring a flow rate distribution of a column according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 컬럼의 유량분포 측정방법은, 컬럼 내 전압을 측정하는 단계(S100)와, 전기 전도도의 분포를 산출하는 단계(S200)와, 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, a method of measuring a flow rate distribution of a column according to an aspect of the present invention includes measuring a voltage in a column (S100), calculating a distribution of an electric conductivity (S200) And confirming the flow rate distribution of the fluid in each layer (S300).

상기 컬럼 내 전압을 측정하는 단계(S100)는, 컬럼(10)의 각 층에 설치된 감지센서(100)로부터 각 층에서의 전압을 측정한다. 이때, 감지센서(100)는 컬럼(10)의 원주방향으로 행열을 이루면서 일정 간격으로 이격 배치되는 다수개로 제공되므로, 컬럼(10) 내 다양한 지점에서, 전압을 측정할 수 있다. The step of measuring the voltage in the column (S100) measures the voltage in each layer from the sensing sensor (100) installed in each layer of the column (10). At this time, since the sensing sensors 100 are provided in a plurality of rows spaced apart at regular intervals while being arrayed in the circumferential direction of the column 10, the voltage can be measured at various points in the column 10.

상기 전기 전도도의 분포를 산출하는 단계(S200)는, 감지센에서 측정된 전압을 이용하여 컬럼(10) 내 전기 전도도의 분포를 산출한다.The step S200 of calculating the distribution of the electric conductivity calculates the distribution of the electric conductivity in the column 10 using the voltage measured at the sensing sen.

상기 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계(S300)는, 산출된 전기 전도도의 분포에서 실험적으로 얻은 전기 전도도와 유량과의 상관관계식를 통해 컬럼(10)의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인한다. 유체의 유량이 많을수록 전기 전도도의 분포가 증가되므로, 산출된 전기 전도도의 분포를 통해 컬럼(10) 내 유체의 유량 분포를 확인할 수 있다.In step S300, the flow rate distribution of the fluid in each layer of the column is determined by analyzing the flow rate distribution of the fluid in each layer of the column 10 through the correlation equation between the electric conductivity and the flow rate experimentally obtained from the calculated distribution of the electric conductivity . As the flow rate of the fluid increases, the distribution of the electric conductivity increases, so that the distribution of the flow rate of the fluid in the column 10 can be confirmed through the distribution of the calculated electric conductivity.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

10 :컬럼 20 :유체분배기
100 :감지센서 200 :소프트웨어
300 :인스트루먼트
10: Column 20: Fluid distributor
100: Detection sensor 200: Software
300: Instrument

Claims (6)

유체분배기가 설치된 컬럼의 수직 방향으로 이격 배치되고, 상기 컬럼의 각 층에 전압을 측정하는 감지센서; 및
측정된 전압을 통해 전기 전도도의 분포를 산출하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인하는 제어시스템을 포함하는 컬럼의 유량분포 측정장치.
A sensing sensor spaced apart in a vertical direction of the column provided with the fluid distributor and measuring a voltage at each layer of the column; And
And a control system for calculating a distribution of electric conductivity through the measured voltage and confirming a flow rate distribution of the fluid in the column.
제 1 항에 있어서,
상기 감지센서는
상기 컬럼의 원주방향으로 일정 간격으로 이격 배치되는 다수개의 전극을 포함하는 컬럼의 유량분포 측정장치.
The method according to claim 1,
The sensing sensor
And a plurality of electrodes spaced apart at regular intervals in the circumferential direction of the column.
제 2 항에 있어서,
상기 감지센서는
전류를 발생시키는 인접한 한 쌍의 전극과, 상기 컬럼 내부의 전도도 분포에 따라 형성된 등전위선의 분포를 전압으로 측정하는 다수개의 전극을 포함하는 컬럼의 유량분포 측정장치.
3. The method of claim 2,
The sensing sensor
And a plurality of electrodes for measuring a distribution of an equipotential line formed according to a conductivity distribution inside the column as a voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 제어시스템은
상기 유체의 유량과 상기 전기 전도도의 분포 간 비례 관계를 이용하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인하는 컬럼의 유량분포 측정장치.
The method according to claim 1,
The control system
Wherein the flow rate distribution of the fluid in the column is confirmed by using a proportional relationship between the flow rate of the fluid and the distribution of the electric conductivity.
컬럼의 각 층에 설치된 감지센서로부터 상기 각 층에서의 전압을 측정하는 단계;
측정된 전압을 이용하여 상기 전기 전도도의 분포를 산출하는 단계; 및
산출된 전기 전도도의 분포를 통해 상기 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계를 포함하는 컬럼의 유량분포 측정방법.
Measuring voltage at each layer from a sensing sensor installed in each layer of the column;
Calculating a distribution of the electric conductivity using the measured voltage; And
And determining the flow rate distribution of the fluid in each layer of the column through the calculated distribution of the electrical conductivity.
제 5 항에 있어서,
상기 컬럼의 각 층에서 유체의 유량 분포를 확인하는 단계는,
상기 유체의 유량과 상기 전기 전도도의 분포 간 비례 관계를 이용하여, 상기 컬럼 내 유체의 유량 분포를 확인하는 컬럼의 유량분포 측정방법.
6. The method of claim 5,
The step of verifying the flow rate distribution of the fluid in each layer of the column comprises:
Measuring a flow rate distribution of the fluid in the column by using a proportional relationship between the flow rate of the fluid and the distribution of the electric conductivity.
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