- Hệ thống tạo mựi:
2. Thỏp hấp thụ; 5.Bồn chứa tỏch khớ; 7 Thiết bị tỏi sinh glycol; 8 Bồn chứa glycol.Khớ khụ
3.4.1. Tỏch phõn đoạn khớ bằng phương phỏp ngưng tụ 1.Cơ sở của phương phỏp ngưng tụ
3.4.1.1. Cơ sở của phương phỏp ngưng tụ
- Đối với khớ riờng lẻ:
Giản đồ trạng thỏi P-T của hệ một chất cú dạng tổng quỏt ở hỡnh 3.5 (vẽ khụng theo tỷ lệ chớnh xỏc).
Đường OB biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ núng chảy vào ỏp suất. Nhiệt độ thăng hoa của pha rắn phụ thuộc vào theo đường OA. Đường OC cho biết sự phụ thuộc
ỏp suất của nhiệt độ sụi. Ba đường đú gặp nhau tại O. Chỳng chia giản đồ pha thành 3 vựng: vựng rắn R ở nhiệt độ thấp ỏp suất cao; vựng hơi H cú nhiệt độ
CL L H R O x1 x2 x3 x0 TC TX T P
Hình 3.5: Giản đồ trạng thái hƯ một chất A
cao, ỏp suất thấp và vựng lỏng L cú ỏp suất cao và nhiệt độ trung bỡnh. Điểm C được gọi là điểm tới hạn.
Dựa vào giản đồ trạng thỏi ta thấy nếu muốn chuyển khớ sang thể lỏng thỡ cú thể chuyển theo ba cỏch sau:
- Làm lạnh đẳng ỏp: giữ nguyờn ỏp suất của khớ và giảm nhiệt độ theo đường x0x1.
- Nộn đẳng nhiệt: giữ nguyờn nhiệt độ và tăng ỏp suất của khớ theo đường x0x2.
- Kết hợp giữa làm lạnh và nộn: giảm nhiệt độ và đồng thời tăng ỏp suất của dũng khớ theo đường x0x3.
Muốn nộn một khối khớ thỡ nhiệt độ của khối khớ phải nhỏ hơn nhiệt độ tới hạn.
- Đối với hỗn hợp khớ:
Giản đồ trạng thỏi hệ nhiều chất được biểu diễn trờn hỡnh 3.6.
Trong đú:
CA: Đường điểm bong búng (đường bắt đầu sụi).
CB: Đường điểm sương (đường bắt đầu ngưng tụ).
C: Điểm tới hạn.
M: Điểm ỏp suất ngưng tới hạn. N: Điểm nhiệt độ ngưng tới hạn. CMNC: Vựng ngưng tụ ngược.
E1
T P P
Hình 3.6: Giản đồ trạng thái hƯ nhiỊu chất A C B N M 100 80 60 40 20 0 E2 E3 E4 D1 D2 D3 D4 Hơi Lỏng
Đường E1E4 biểu diễn quỏ trỡnh ngưng tụ đẳng nhiệt của một khối khớ bất kỳ. Tại điểm E1 chất lưu tồn tại ở pha hơi sẽ được giảm ỏp đến E2. tại E2 hệ khớ bắt đầu quỏ trỡnh ngưng tụ. Tiếp tục giảm ỏp suất, lượng lỏng hỡnh thành nhiều hơn. Trong vựng ngưng tụ ngược, sự ngưng tụ lỏng xảy ra khi giảm ỏp suất hoặc tăng nhiệt độ (ngược với sự ngưng tụ thụng thường). Từ điểm E3 đến điểm E4 ỏp suất giảm dần đồng thời lượng lỏng cũng giảm và lượng hơi tăng đến đểm sương E4. Phớa dưới điểm E4 khụng cũn trạng thỏi lỏng, chỉ cũn trạng thỏi hơi.
Quỏ trỡnh làm lạnh đẳng ỏp theo đường D1D4 cũng xẩy ra hiện tượng ngưng tụ ngược như quỏ trỡnh ngưng tụ đẳng nhiệt theo đường E1E4.
Khi gión nở đẳng nhiệt hay làm lạnh đẳng ỏp thỡ hiệu suất của cỏc quỏ trỡnh đú khụng cao. Do đú khi gión nở đẳng nhiệt hay làm lạnh đẳng ỏp phải trỏnh vựng ngưng tụ ngược.
- Làm lạnh đẳng ỏp và nộn đẳng nhiệt
Mức độ ngưng tụ cỏc hydrocacbon sẽ tăng khi ỏp suất tăng ở nhiệt độ khụng đổi hoặc khi giảm nhiệt độ ở ỏp suất khụng đổi. Tuy nhiờn, quỏ trỡnh ngưng tụ của hai trường hợp trờn sẽ xảy ra khỏc nhau. Khi tăng ỏp suất và giữ nhiệt độ khụng đổi mức độ ngưng tụ sẽ tăng lờn, nhưng sự phõn tỏch cỏc cấu tử hydrocacbon sẽ kộm đi: trong pha lỏng cựng với cỏc cấu tử nặng sẽ cú một lượng đỏng kể cỏc cấu tử nhẹ hoà tan. Ngược lại, khi giảm nhiệt độ và giữ nguyờn ỏp suất mức độ ngưng tụ càng nhiều, độ hoà tan của cỏc cấu tử nhẹ vào trong nặng ớt hơn nờn hệ số tỏch cao. Do đú người ta thường sử dụng phương phỏp ngưng tụ nhiều hơn.
Khi nộn khớ cần ỏp suất cao nờn phải tỡm vật liệu cú độ bền tương đối khi thay đổi ỏp suất. Trờn thực tế, người ta tỡm vật liệu chịu nhiệt lạnh dễ hơn tỡm vật liệu chịu ỏp.
Nhiệt độ và ỏp suất là hai yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số tỏch. Từ những nghiờm cứu trước đõy, người ta thấy tuỳ thuộc vào nguồn khớ và yờu cầu của sản phẩm mà ta chọn sơ đồ ngưng tụ nhiệt độ thấp hợp lý.
1.2.4 Phõn loại
Cụng nghệ tỏch phõn đoạn khớ bằng phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp cú thể được phõn loại như sau:
- Tỏch phõn đoạn khớ bằng phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh ngoài.
- Tỏch phõn đoạn khớ bằng phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh trong.
- Tỏch phõn đoạn khớ bằng phương phỏp ngưng tụ nhiệt độ thấp với chu trỡnh làm lạnh tổ hợp (kết hợp làm lạnh ngoài và làm lạnh trong).