LiBr 결정사고

정의

LiBr 결정사고는 LiBr 수용액이 고체 결정으로 석출되는 현상이다.

쉽게 말해 흡수식 냉동기 속 용액이 너무 진하거나 차가워져 굳는 것이다.

용액이 굳으면 펌프와 배관이 막혀 냉동기가 멈춘다.

구성과 순환

흡수식 냉동기의 핵심 순환은 네 기기 사이에서 이루어진다.

증발기의 냉매 증기는 흡수기에서 LiBr 농용액에 흡수되어 희용액이 된다.

희용액은 발생기에서 가열되어 냉매 증기를 분리하고 농용액으로 바뀐다.

농용액은 용액열교환기를 거쳐 흡수기로 돌아가며 순환을 반복한다.

결정 조건

결정 조건은 용액 농도와 온도가 만나는 경계에서 정해진다.

농도는 LiBr 질량을 전체 질량으로 나눈 백분율이다.

온도가 낮아지면 용해도가 줄어 과포화가 되고 결정이 석출된다.

농도가 높고 온도가 낮은 구간이 겹칠 때 결정사고가 가장 쉽게 일어난다.

단계별 원인

결정사고의 원인은 기동, 운전, 정지 단계로 나누어 써야 한다.

기동 때는 농도가 높은 용액이 흡수기에 머물러 결정이 생긴다.

운전 중에는 냉각수 온도가 낮아져 흡수기 온도가 떨어지면 결정 위험이 커진다.

정지 중에는 용액 온도가 떨어지면서 결정이 석출될 수 있다.

해정 절차

결정이 생기면 먼저 감지하고 희석 운전으로 농도를 낮춘다.

희석 운전은 냉매를 주입해 용액 농도를 낮추는 운전이다.

가열 재용해는 발생기를 가열해 석출된 결정을 다시 녹이는 절차다.

재운전 전에 용액 순환이 정상인지 확인해야 한다.

재발 방지는 농도 관리, 냉각수 온도 하한, 용액 순환 유지로 막는다.

계산 예

결정 여유는 결정 온도와 흡수기 출구 온도의 차이로 본다.

가상 조건으로 흡수기 출구 농도 60%, 출구 온도 35℃를 가정한다.

결정 온도가 40℃라고 가정하면 여유 온도 차이는 5℃다.

차이가 양수이면 결정 위험이 있으므로 농도를 낮추거나 온도를 올린다.