Thiết bị này sẽ loại bỏ nước ngưng ra khỏi dòng khí.
2 4 1 L A L' 3 D' D 5
1 - Thiết bị phân phối đầu vào 2 - Bộ tách sương mù
3 - Đầu vào
4 - Đầu ra của dòng khí 5 - Đầu ra của dòng lỏng
Các dữ kiện đã biết:
Dòng khí vào: Water Dewpoint Thành phần pha: lỏng-khí Nhiệt độ: -32,53oC
Lưu lượng: 26,67 m3/h
Thành phần về mole của các cấu tử:
STT Cấu tử % mole (Ci) 1 Nito 1,041.10-3 2 H2S 1,025.10-3 3 CO2 2,076.10-3 4 CH4 936,858.10-3 5 C2H6 32,302.10-3 6 C3H8 15,4240.10-3 7 i-C4H10 6,149.10-3 8 n-C4H10 3,127.10-3 9 i-C5H12 1,042.10-3 10 n-C5H12 0,512.10-3 11 H2O 0,439.10-3 12 TEG 0 Tính toán:
Từ bảng số liệu vè thành phần phẩn mole các cấu tử trên ta tính đươc: - Khối lượng phân tử trung bình dòng Water Dewpoint:
∑
Ta có:
Trong đó Z là hệ số nén của khí ta chọn Z =1 Do đó khối lượng riêng của dòng vào:
- Tương tự ta tính được khối lương riêng của dòng khí vào là ρk = 79,48 Kg/m3
- Lưu lượng của dòng vào (Water Dewpoint) Qw = 8392 (Kg/h) hay 479,7 (Kmole/h)
- Lưu lượng của lỏng vào bình là: 0.0038 m3/h - Lưu lượng của khí vào bình là: 26,6662 m3/h
Tỷ số hòa tan của CO2 trong nước là 1,45Kg/1000KgH2O (ở đây ta coi lượng CO2 hòa
tan trong nước là bằng không do lượng nước nhỏ)
Do tỉ số của pha lỏng trên pha hơi là nhỏ cho nên ta chon kiểu bình tách năm
ngang như hình trên. Ta lựa chon thời gian lưu trong thiết bị là 2 phút (đủ để các bong khí có thể thoát ra khỏi nước ) và tý số L’/D’= 3.
Khi đó ta có:
- Không gian dành cho khối lỏng là:
- Không gian dành cho pha khí là:
Tốc độ cưc đại của dòng khí cho phép tách các giọt lỏng trong một bình tách nằm ngang là:
⁄
( )
Trong đó K là hệ số xác định ở biểu đồ 4.36 (trang 136- Giáo trình công nghệ lọc dầu - Phan Tử Bằng - Nhà xuất bản xây dựng - Hà nội 2002)
Lưu lượng khí Qv được tính:
⁄
( ) ( ) ( ) ( )
Trong đó: Pb: áp suất tiêu chuẩn 1atm Tb: nhiệt độ tiêu chuẩn 289K
Từ đây ta có S = 0.1956 m2
S ở đây là diện tích của dòng khí m2
Để dảm bảo sự hoạt động tốt của bình tách thường cần them một không gian dệm giũa vùng dành cho lỏng và vùng đanh cho khí. Vùng đệm có thể chứa đến khoảng 25% vùng dành cho khí. Vì vậy ta chọn diện tích S* = S + 25%S là diện tích vùng khí. Ta có sơ dồ sau:
Gọi S1 là diện tích vùng lỏng thì S1= Vl/L
L là chiều dài của thiết bị (tạm chấp nhận L’/D’ = L/D =3)
s*
h
sníc
R là bán kính hinh tròn. (D=2R)
Với các phép tính hình học thông thường ta tinh đươc: Bán kính của bình R = 0.28 m
Đường kính của bình D = 0.56 m Chiều dài của bình L = 1.68 m Tiết diện bình tách 0.246 m2
Tiết diện vùng khí 0.1956 m2
Tiết diện vùng lỏng 1,5.10-3 m2
+ Lựa chọn lối vào và lối ra:
Lối vào và lối ra phải tuân thủ các công thức sau:
Trong đó: u, uk , unước là tốc độ dài của dòng vào khí và nước ra và ρ ρk là khối lượng riêng của dòng vào và khí ra. Mặt khác: u = Q/Si
Si là diện tích của lối vào (ống dẫn vào) đo đó ta có thể chọn các kích thước lối vào và ra như sau:
Đường kính ống lối vào: 4 cm
Đường kính ống lối ra của khí: 3,5 cm Đường kính lối ra của lỏng: 1 cm Chú ý:
- Trong quá trình tách nhiệt độ và áp suất không thay đổi
- Lưu lượng dòng lỏng và khí vào xấp xỷ bằng với với lưu lượng dòng lỏng khí ra. Vì là bình tách lỏng khí (tách nước ra khỏi hỗn hợp khí) trong quá trình này cân bằng vật chất và vật liệu là không đổi. Coi như tách hoàn toàn (tách hoàn toàn nước ra và coi lượng CO2 hòa tan không đáng kể) hỗn hợp này thành 2 pha do đó thành phần phần mole của tung cấu tử trong từng dòng (pha) thay đổi nhưng hàm lượng không thay đổi và ta có thể tính toán được dễ dang các dòng ra như sau:
+ Dòng lỏng: chỉ có nước và 1 phần nhỏ CO2:
STT XS H2O (pha lỏng)
Áp suất 6115 KPa
Lưu lượng 0.0038 m3/h
Thành phần Chủ yếu là nước.
+ Dòng khí:
STT GAS OUT (pha khí)
Nhiệt độ -32,53oC Áp suất 6155 KPa Lưu lượng 26,6662 m3/h Thành phần (phần mole) N2 1,042.10-3 H2S 1,026.10-3 CO2 2,077.10-3 CH4 937,260.10-3 C2H6 32,316.10-3 C3H8 15,426.10-3 i-C4H10 6,152.10-3 n-C4H10 3,128.10-3 i-C5H12 1,043.10-3 n-C5H12 0,521.10-3