پاورپوینت انتقال جرم
| دسته بندی | صنایع نفت و گاز |
| فرمت فایل | ppt |
| حجم فایل | 193 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 38 |
مقدمه
مهمترین واحدهای عملیاتی گاز – مایع عبارتند از تقطیر، جذب، دفع، رطوبت گیری. این واحدهای عملیاتی می توانند توأم با انتقال جرم و حرارت باشند. از طرفی در بعضی گرادیان غلظت و نفوذ در هر دو فاز قرار می گیرد و حداقل یک جزء در دو فاز نفوذ می کند ( مانند جذب جزء خاص از مخلوط گازی توسط حلال مایع ) و در بعضی انتقال جرم در هر دو فاز صورت می گیرد و کلیه اجزاء در هر دو فاز نفوذ می کنند ( مانند تقطیر). لذا پیچیدگی واحدهای فوق از تقطیر تا رطوبت گیری کاهش می یابد.
دستگاههای مختلفی برای تماس هر چه بهتر و انتقال جرم با راندمان بالاتر برای سیستم گاز – مایع استفاده شده اند. از جمله این دستگاهها می توان ظروف مجهز به توزیع کننده گاز ( Sparger)، ظروف مجهز به بهم زدن مکانیکی، شوینده های ونتوری، ستونهای دیواره مرطوب، ستونهای پاشنده، ستونهای سینی دار و ستونهای پر شده را نام برد. در بسیاری از این دستگاهها به منظور بالا بردن سطح تماس بین دو فاز، یکی از فازها به صورت حبابها یا قطرات کروی یا فیلم مایع در تماس با فاز مداوم دیگر قرار می گیرد. سطح تماس و نحوه پراکندگی یک فاز در فاز دیگر (فاز مداوم) از پارامترهای مهم در طراحی هستند.
ظروف مجهز به توزیع کننده گاز
ظروف مجهز به Spargerها برای سیستم های گاز – مایع بدون واکنش شیمیایی و یا به همراه واکنش شیمیایی استفاده شده اند. Spargerها (توزیع کننده حبابها) وسایلی هستند که با استفاده از آنها می توان حبابهای گازی را در یک سیال مایع (فاز مداوم) ایجاد نمود. گاهی این توزیع کننده ها از لوله های ساده تشکیل شده اند. و گاهی توزیع کننده هایی طراحی شده اند که از سوراخهای تعبیه شده در توزیع کننده، حبابهای گازی ایجاد می شود. قطر سوراخها معمولاً 3 – 5/1 میلیمتر و فاصله آنها حداقل سه برابر قطر حباب تولیدی توصیه شده است. توزیع کننده های گاز خود نقش بهم زننده و ایجاد تلاطم درون ظرف را نیز دارند.
انتقال جرم در ظروف مجهز به Sparger
در این گونه ظروف و در تماس دو فاز گاز – مایع معمولاً بیشترین مقاومت در مقابل انتقال جرم در فیلم فاز مایع و در اطراف حباب قرار می گیرد و از مقاومت درون فاز گاز (به لحاظ ویسکوزیته کم و وجود چرخش های درونی بالا بخصوص در حبابهای متوسط و بزرگ) صرف نظر می شود. تماس دو فاز در اینگونه ظروف به صورت مداوم یا پیوسته، نیمه پیوسته و ناپیوسته امکان پذیر است.
روابط زیادی برای دستیابی به ضرایب انتقال جرم فیلم مایع (در اطراف حباب کروی) در چنین سیستمهایی ارائه شده است که از آن جمله به رابطه زیر می توان اشاره نمود.
و..................
ظروف مجهز به بهم زن
یکی از دستگاههای عملیاتی گالز – مایع، ظروف مجهز به بهم زن می باشد که در این ظروف، بهم زن توسط شفتی درون ظرف قرار می گیرد و با بهم زدن سیال درون ظرف اختلاط صورت می گیرد. این ظروف برای بهم زدن جامدات، مایعات و گازها در مایعات دیگر به همراه و یا بدون واکنش شیمیایی استفاده می شود. میزان اختلاط و ایجاد جریان متلاطم درون آنها فوق العاده بالاست و با پراکندگی یک فاز در فاز دیگر انتقال جرم به خوبی صورت می گیرد.
این ظروف معمولاً به شکل استوانه ای بوده و عمق مایع درون ظرف معممولاً در حد یک تا دو برابر قطر ظروف انتخاب می شود.
توزیع گاز معمولاً از طریق Sparger (که در زیر پره قرار داده شده است) دایره ای شکل و با قطری کمتر از یا در حد قطر پره مورد استفاده در ظرف از طریق سوراخهایی که رو به بالا ایجاد شده است وارد ظرف می شود. قطر سوراخها حدود mm 5/6 – 3 و تعداد آنها در حدی توصیه شده است که عدد رینولدز سوراخ توزیع کننده (Sparger) در حدود 10000 و یا بیشتر باشد.
و........
مراحل طراحی هیدرولیکی یک سینی
طراحی یک سینی مانند بسیاری از طراحی های مهندسی، ترکیبی از تجربه و تئوری می باشد. در این خصوص از روابط نیمه تئوری و اطلاعات حاصل از مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی برای طراحی استفاده می شود.
اصولاً طراحی هیدرولیکی سینی باید به گونه ای باشد که تماس دو فاز بخار و مایع (در تقطیر) بخوبی صورت گیرد؛ هلدآپ فاز مایع (ماندگی) به اندازه کافی باشد تا تقریبا/ض تمامی قسمتهای فعال سینی از مایع پر شود. و سینی با راندمان بهتری کار کند؛ سطح فعال و فاصله سینی ها به اندازه باشد؛ مقدار Entrainment و افت فشار در حد قابل قبول بوده و تعداد ناودانی ها به اندازه کافی باشد تا جریان مایع به راحتی از یک سینی به سینی دیگر منتقل شود. مراحل طراحی زیر که برای طراحی سینی مشبک و به روش حدس و خطا ارائه شده است. برای سینی ها نیز با تغییرات بسیار جزئی در بعضی مراحل طراحی قابل استفاده است.
مراحل طراحی یک سینی مشبک :
1- دستیابی به حداکثر و حداقل دبی فاز مایع و بخار ، نسبت Turn down ratio فازها
2- جمع آوری و تخمین خصمصیات فیزیکی
3- انتخاب فاصله بین سینی ها
4- تخمین قطر ستون (برمبنای کسری از طغیان)
5- انتخاب الگوی جریان روی سینی.
و..............