질산의 농축 회수를 위한 다단 증류탑의 전반적인 해석이 이루어졌다. 사용된 MESH 식은 각 성분물질(Component)과 체류량(Holdup)및 엔탈피(Enthalpy)변화를 고려한 CHE모델로서 2성분계에서의 정상상태는 N개의 단과 Reboiler 단에 대해서 총 3(N+1)개의 대수식의 해로 나타낼 수 있다. 여기서 체류량 및 엔탈피 수지식을 먼저 해석하면 각 단에서의 기, 액상의 유량을 각 성분농도의 함수로 표현할 수 있고 계의 정상상태는 총(N+1)개의 비선형 대수방정식의 해로 집약된다. 이에 대해 Newton-Raphson 법과 Implicit Function Theorem을 응용하여 공급단과 공급농도, 온도와 환류량, Reboiler의 가열속도 등의 조업변수들에 따른 정상상태의 변화가 연구되었고 이들의 결과로 최적조업조건의 설정을 위한 방향이 제시되었다.

Multi-stage distillation column for the concentration of nitric acid was completely analyzed. Composition, hold up and enthalpy changes (CHE) are considered in the MESH equations and thus for binary systems, the steady states can be expressed as the solutions of 3 (N+1) nonlinear algebraic equations for column of N stages and a reboiler stage. Here, Solving the hold up and enthalpy balance equations analytically the liquid and vapor flow rates are obtained as the functions of concentraion of each stage and the number of equations reduced to (N+1). For this system, Newton-Raphson method and implicit function theorem are applied to obtain the steady state behavior depending on the change of opeartion parameters such as feed stage, feed concentration, temperature, reflux flow rate and reboiler heating rate, and consequently the optimal operating conditions are suggested.