증류는 많은 에너지가 필요한 공정입니다. 이는 주로 제대로 작동하기 위해 많은 열이 필요하기 때문입니다. 그 이유를 자세히 알아보세요.
증류가 에너지 집약적인 4가지 주요 요인
1. 높은 열 에너지 요구량
증류에는 분리하려는 물질이 끓을 때까지 가열하는 과정이 포함됩니다. 이 끓는 과정에서 액체가 증기로 변합니다. 이 과정에는 특히 끓는점이 높은 물질의 경우 많은 에너지가 필요합니다. 이때 사용되는 에너지를 기화 잠열이라고 합니다. 이는 물질의 온도를 변화시키지 않고 액체에서 기체로 변화시키는 데 필요한 에너지입니다.
2. 환류 및 다단계 정류
여러 단계로 구성된 증류탑에서는 환류비가 매우 중요합니다. 환류비는 제품으로 추출되는 양에 비해 컬럼으로 다시 유입되는 응축 증기의 양을 말합니다. 환류비가 높을수록 공정을 계속 진행하기 위해 더 많은 액체를 가열해야 한다는 뜻입니다. 따라서 증류 공정에 필요한 에너지가 증가합니다.
3. 컬럼 직경 및 기하학적 구조
산업용 증류에는 많은 양의 물질을 처리하기 위해 대형 컬럼이 필요한 경우가 많습니다. 이러한 대형 컬럼은 가열하고 분리에 적합한 조건을 유지하기 위해 더 많은 에너지가 필요합니다. 진공 상태에서 작동하고 에너지가 덜 필요한 단경로 증류와 같은 다른 방법도 있지만, 대형 컬럼만큼 많은 물질을 처리할 수는 없습니다.
4. 운영 비용
증류에 사용되는 에너지는 운영 비용의 95%를 차지할 수 있습니다. 이렇게 높은 에너지 사용량은 이 공정을 비싸게 만들 뿐만 아니라 매우 에너지 집약적으로 만듭니다. 낮은 온도와 진공 상태에서 작동하는 분자 증류와 같은 기술을 사용하면 이러한 비용과 에너지 사용을 줄일 수 있습니다.
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