thongoc_dangyeu_146
New Member
Download miễn phí Tài liệu Thiết bị dầu khí
Đệm có hiệu quảcao khi có diện tích tiếp xúc lớn và tổn thất áp suất qua đệm bé.
Đặc trưng của đệm là: diện tích bềmặt riêng, độrỗng, bản chất vật liệu chếtạo đệm.
Khi so sánh giữa tháp đệm và tháp đĩa ta thấy tháp đệm có ưu điểm là: tổn thất áp
suất bé, vì vậy thuận lợi cho quá trình chưng cất chân không khi có mặt các cấu tửkhông
bền nhiệt, có khảnăng tăng năng suất quá trình chưng cất, có khảnăng phân tách cao hơn
so với tháp đĩa. Tuy nhiên tháp đệm cũng có nhược điểm: với các hỗn hợp có khảnăng
tạo cặn, thì phải thay đổi toàn bộ đệm, tính linh hoạt thấp, dễtạo cặn trên bềmặt đệm
điều này sẽlàm giảm khảnăng phân tách và sẽdẫn đến giảm hiệu suất quá trình.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
một cách hiệu quả.Trong thực tế, tồn tại nhiều dạng đĩa khác nhau ví dụ như dạng đĩa xuyên tâm
thường ứng dụng trong cột chưng cất có đường kính lớn hay trong cột chưng cất chân
không.
Hình 2 : Sự chuyển động của hai pha lỏng hơi trong tháp
Hình 3 : Sự chuyển động của pha lỏng trên đĩa
I.2.1 Quá trình tiếp xúc lỏng hơi trong tháp có vách chảy chuyền
Dòng hơi : Hơi đi từ dưới lên qua các lỗ van hay lỗ lưới trên đĩa nhờ vách chảy
chuyền. Khi dòng hơi sục vào dòng lỏng, vận tốc của dòng hơi sẽ ảnh hưởng đến
trạng thái của dòng lỏng. Hơi có thể tạo bọt trong lớp chất lỏng. Khi vận tốc dòng
hơi càng tăng thì rất dễ tạo hệ nhũ tương. Nếu vận tốc dòng hơi quá lớn thì sẽ kéo
theo một phần của dòng lỏng tạo sương trên bề mặt chất lỏng gây ra hiện tượng
phun sương của chất lỏng.
Dòng hơi khi đi qua lớp chất lỏng thì luôn luôn kéo theo một lượng lỏng nhất định
nào đó, vì vậy khi thiết kế tháp phải lựa chọn khoảng cách hai đĩa sao cho đảm
bảo có thể thu hồi lượng lỏng bị kéo theo.
Dòng lỏng: đi từ trên xuống qua vách chảy chuyền và qua vùng tiếp xúc pha. Và
cứ như thế sẽ đi xuống phía dưới các đĩa tiếp theo qua vách chảy chuyền, trong
quá trình đi từ trên xuống dòng lỏng sẽ mang theo một lượng hơi nhất định vì vậy
khi thiết kế tháp phải lựa chọn chiều cao vách chảy chuyền sao cho đảm bảo có
thể thu hồi lượng hơi bị kéo theo
Như vậy, đối với tháp đĩa có ống chảy chuyền thì ống chảy chuyền có chức năng
hướng dòng lỏng đi từ trên xuống và tách hơi ra khỏi dòng lỏng trước khi đi vào đĩa phía
dưới.
I.2.2 Chế độ hoạt động thuỷ lực của đĩa, vùng hoạt động:
- Tính chất quan trọng đầu tiên ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của đĩa là sự tách
hai pha lỏng và hơi sau khi đi qua vùng hoạt động của đĩa. Nếu như sự tách pha hơi ra
khỏi pha lỏng kém hay sự kéo theo của pha lỏng trong pha hơi sẽ hình thành nên sự hồi
lưu không mong muốn của các pha, điều này sẽ làm giảm hiệu quả hoạt động của đĩa.
+ Trong trường hợp pha lỏng, để tách pha hơi ra khỏi pha lỏng sau khi đi qua đĩa
chỉ cần đơn giản tăng thời gian lưu của lỏng trong ống chảy chuyền.
+ Đối với pha hơi thì phức tạp hơn. Nếu như kích thước của cột chưng cất lớn,
hay vận tốc của pha hơi bé, thì sự tiếp xúc của hai pha rất bé, dẫn đến sự chuyển pha xảy
ra ở mức độ có giới hạn. Trong trường hợp vận tốc của pha hơi lớn, xu hướng kéo theo
pha lỏng của pha hơi rất lớn, trong trường hợp này tăng khoảng cách giữa hai đĩa sẽ giúp
cho pha lỏng tách khỏi pha hơi.
- Tính chất quan trọng thứ hai: Sự cân bằng thủy động lực tạo ra trên đĩa. Các pha
lưu thông trong cột đều kéo theo sự tụt áp, và sự tụt áp này phải đạt cân bằng để đảm bảo
sự lưu thông của pha hơi qua các đĩa.
Dòng hơi đi qua đĩa và lớp lỏng sẽ tạo nên một sự tụt áp (hp), sự tụt áp này phụ
thuộc vào lưu lượng của các dòng lưu thể, đặc trưng vật lý của hai pha, và các đặc trưng
hình học của đĩa. Sự tụt áp này bằng với tổng trở lực hình thành khi pha hơi đi qua các lỗ
trên đĩa (lỗ lưới, lỗ van, ống hơi của chóp…) và chiều cao chất lỏng trên đĩa (hcl). Chiều
cao của lớp chất lỏng trên đĩa bằng tổng chiều cao của tấm chắn (h) và chiều cao của chất
lỏng chảy tràn trên đĩa (hod).
Dòng lỏng trên đĩa phụ thuộc vào vách chảy chuyền nhưng đồng thời cũng phụ
thuộc vào trở lực hình thành do các vật cản (van, chóp …), trở lực của pha hơi. Những
nguyên nhân này gây ra một gradient của lỏng ở nơi chất lỏng vào đĩa và cuối đĩa.
Chiều cao thực của lớp chất lỏng trong ống chảy chuyền (Hd) sẽ ảnh hưởng đến
chiều cao của lớp chất lỏng trên đĩa, chênh lệch áp suất giữa hai đĩa cũng như sự tụt áp do
hệ thống tiếp liệu trên đĩa (hs). Thông thường chiều cao của lớp chất lỏng trong ống chảy
chuyền cao hơn so với tính toán do hỗn hợp đi vào ống chảy chuyền là hỗn hợp lỏng –
hơi. Tổng chiều cao của hỗn hợp lỏng hơi trong ống chảy chuyền sẽ lớn hơn do hệ số
thoát hơi trung bình β, và bằng Hd/β. Khi tháp chưng cất hoạt động bình thường thì hệ số
này gần bằng 0,6. Chính vì vậy chiều cao của chất lỏng trong ống chảy chuyền không
được vượt quá 50% của chiều cao ống chảy chuyền.
Những nhận xét trên cho thấy mối quan hệ giữa các thành phần cấu tạo của đĩa,
chẳng hạn khi tăng lưu lượng của pha lỏng sẽ gây nên lượng lỏng lưu giữ nhiều hơn. Kết
quả là sẽ tăng đồng thời trở lực pha hơi cũng như lượng lỏng trong ống chảy chuyền, dẫn
đến ống chảy chuyền có thể chảy tràn, cột chưng cất sẽ bị ngập đầy chất lỏng và hiệu quả
của quá trình phân tách sẽ giảm.
Sự tụt áp của pha hơi được biểu diễn như sau:
Hình 4 : Cân bằng thủy động lực học trên đĩa
Tóm lại, để cho đĩa hoạt động bình thường, hai thông số cần được kiểm soát :
vận tốc pha hơi và lưu lượng pha lỏng hay một cách chính xác hơn là lưu lượng trên một
đơn vị chiều dài của vách chảy chuyền. Lựa chọn không chính xác các đại lượng này có
thể gây nên các sự cố về thủy lực và làm giảm hiệu suất của tháp.
I.2.3 Các hiện tượng bất thường xảy ra trong tháp:
• Hiện tượng sặc tháp (flooding - engorgerment): hiện tượng này xảy ra do pha hơi
hay pha lỏng.
¾ Soufflage flooding: Xảy ra khi lượng hơi lớn hơn lượng lỏng, khi đã có
hiện tượng sương mù phân tán trên vùng tiếp xúc ảnh hưởng phía trên vùng
chuyển khối. Đồng thời có hiện tượng tạo bọt trên đĩa và các hạt lỏng có
kích thước bé sẽ bị lôi lên đĩa phía trên.
¾ Jet footding: Xảy ra do sự lôi cuốn lỏng theo hơi, khi tăng đồng thời lưu
lượng lỏng hơi thì dễ gây ra hiện tượng này. Hiện tượng này còn xảy ra khi
muốn tăng năng suất của tháp. Khi xảy ra hiện này lỏng bị lôi cuốn lên đĩa
phía trên và lúc này lượng lỏng trên đĩa phía trên sẽ tăng lên, dẫn đến
không gian hơi giảm, hoạt động của tháp không ổn định, và làm hiệu quả
quá trình phân tách pha.
¾ Sặc do lưu lượng lỏng quá lớn: khi lượng lỏng trong vách chảy chuyền quá
lớn cũng như trên đĩa lớn sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình phân tách hơi ra
khỏi lỏng, cũng như sẽ ảnh hưởng đến cân bằng thủy động của đĩa.
• Hiện tượng gây mưa (weeping): Các loại đĩa lỗ (lưới) hay đĩa van, do đặc điểm
của chúng không kín hoàn toàn: luôn luôn có một lượng nhỏ pha lỏng chảy qua
đĩa nhưng không ảnh hưởng đến hiệu suất của đĩa. Tuy nhiên, khi vận tốc pha hơi
tăng lên, áp suất thủy tĩnh trên đĩa không đảm bảo, pha lỏng sẽ chảy qua các lỗ
lưới hay lỗ van gây nên hiện tượng mưa. Hiện tượng này có ảnh hưởng xấu đến
quá trình hoạt động của đĩa do sự trộn lẫn lại pha lỏng và pha hơi.
• Hiện tượng dumping: là trạng thái của tháp khi hiện tượng gây mưa xảy ra mạnh.
Pha lỏng chảy qua lỗ với lưu lượng lớn làm giảm mạnh hiệu suất của đĩa.
Do các hiện tượng trên, chúng ta có thể phân biệt chế độ làm việc của tháp tùy theo lưu
lượng của các pha (hình 5) :
Hình 5 : Vùng hoạt độ...