تعداد اسلاید:54

قسمتی از فایل :

بخش عمده اي از واحدهاي علمياتي انتقال جرم مربوط به تماس دو فاز غير قابل امتزاج گاز – مايع مي باشد. مهمترين واحدهاي عملياتي گاز- مايع عبارتند از تقطير، جذب، رطوبت زني و رطوبت گيري. واحدهاي عملياتي فوق الذكر مي توانند توأم با انتقال جرم و حرارت باشند. از طرفي در بعضي گراديان غلظت و نفوذ در هر دو فاز قرار مي گيرد و حداقل يك جزء در دو فاز نفوذ مي كند( مانند جذب جزء خاص از مخلوط گازي توسط حلال مايع) و در بعضي انتقال جرم در هر دو فاز صورت مي گيرد و كليه اجزاء در هر دو فاز نفوذ مي كنند.( مانند تقطير) . لذا پيچيدگي  واحدهاي فوق از تقطير تا رطوبت گيري كاهش مي يابد.

دستگاههاي مختلفي براي تماس هر چه بهتر و انتقال جرم با راندمان بالاتر براي سيستم گاز – مايع استفاده شده اند. از جمله اين دستگاهها مي توان ظروف مجهز به توزيع كننده گاز (Sparger) ظوف مجهز به بهم زن مكانيكي ، شوينده هاي ونتوري، ستونهاي ديواره مرطوب، ستونهاي پاشنده، ستونهاي سيني دار و ستونهاي پر شده را نام برد. در بسياري از اين دستگاهها به منظور بالا بردن سطح تماس بين دو فاز، يكي از فازهاره صورت حبابهاي گازي در فاز مايع در تماس با فاز مداوم ديگر قرار مي گيرد( مانند پراكندگي گاز به صورت حبابهاي گازي در فاز مايع درون ظرف مجهز به بهم زن يا پراكندگي فاز مايع در فاز گاز در ستون پاشنده و يا ايجاد فيلم مايع در ستونهاي ديواره مرطوب يا برجهاي پر شده). سطح تماس و نحوه پراكندگي يك فاز ديگر (فاز مداوم) از پارامترهاي مهم در طراحي هستند.

برج هاي سيني دار، استوانه هاي قطوري هستند كه در داخل آنها تعدادي سيني به فاصله هاي معيني از يكديگر نصب شده اند . وجود سيني ها به منظور ايجاد تماس بهتر بين فاز گاز و فاز مايع است . فاز مايع معمولاً از بالاي برج وارد شده و تحت اثر نيروي ثقل به سمت پايين جريان مي يابد. اگر جهت جريان ها متقابل باشد ، فاز گاز از پايين برج وارد شده و در ضمن عبور به سمت بالاي برج با فاز مايع در تماس قرار مي گيرد.

در اين بخش اشاره مختصري به بعضي از پارامترهاي هيدروديناميكي در دستگاههاي مجهز به توزيع كننده گاز و دستگاههاي مجهز به بهم زن مكانيكي خواهد شد . البته مطالب جامع تر در اين خصوص در كتب مربوطه در مكانيك سيالات وجود دارد . نگاهي گذرا به شوينده هاي ونتوري و ستونهاي پاشنده و ستونهاي ديوراه مرطوب خواهيم داشت و بيشتر به طراحي هيدروليكي ستونهاي سيني دار و ستونهاي پر شده مي پردازيم كه بسيار با اهميت هستند و موارد استفاده فوق العاده زيادي دارند. توضيح دستگاهها بر اساس پراكندگي گاز در مايع( دستگاههاي مجهز به sparger- دستگاههاي مجهز به هم زن مكانيكي – ستونهاي سيني دار) و نيز پراكندگي مايع در گاز به صورت قطره يا به صورت فيلم مايع( شوينده هاي ونتوري، ستونهاي پاشنده، ستونهاي ديوراه مرطوب و ستونهاي پر شده ) خواهد بود.

1- آرايش داخل برج هاي سيني دار

شكل 5-6 ساختمان يك برح سيني دار  را نشان ميدهد . ديده مي شود كه مايع ورودي به داخل برج پس از عبور از روي سيني وارد ناوداني مي شود كه از آنجا به سيني پايين تر هدايت مي شود و دوباره پس از عبور از روي سيني از طريق ناودان بعدي به سيني بعدي منتقل مي شود و حركت مايع به همين ترتيب به سمت پايين برج ادامه مي يابد . گاز ورودي از پايين برج از سوراخ هاي هر  سيني عبور مي كند. چون در روي سيني لايه اي از مايع در حال حركت است  از اين رو ، سوراخ هاي تعبيه شده در هرسيني همچون نازل باعث مي شوند كه گاز در درون مايع جاري روي هر سيني، پراكنده شده و به صورت حبابهايي درآيند تا سطح تماس گاز و مايع افزايش يابد. حبابهاي آغشته به مايع سپس سيني مربوطه را ترك كرده . به طرف سيني بالاتر مي روندو اين ترتيب ادامه مي يابد تا در نهايت گاز تصفيه شده از بالاي برج خارج مي شود. ديده مي شود كه جريان گاز مايع در روي هر سيني عملاً به صورت جريان متقاطع است ولي با توجه به حركت افقي در روي هر سيني ، به طور كلي مي توان يك برج سيني دار را به صورت مجموعه مراحل با جريان متقابل در نظر گرفت.

در بهترين صورت، انتظار مي رود كه هر سيني به صورت يك مرحله ايده آل عمل كند. در معماري داخل برج و نيز ساخت سيني ها، همه تمهيدات لازم را به كار مي گيرند تا عملكرد هر سيني هر چه ممكن است به حالت ايده آل نزديكتر شود. به همين خاطر است كه در طي سالهاي گذشته ، انواع مختلف سيني، از نظر شكل، نوع، اندازه و تعداد منافذ مطرح شده اند كه بعضي از آنها بسيار مقبول افتاده اند و در نتيجه كاربرد بيشتري پيدا كرده اندو اطلاعات زيادي در مورد مشخصات فني آنها در مراجع علمي (1و2) موجود است.