Công nghệ lọc dầu:Thiết bị chưng cất

Hình 1 : c trng ca đa
THIT B CHNG CT
Mun có hiu qu phân tách tt, quá trình tip xúc lng hi trong ct chng ct phi
đc xy ra đng đu, trit đ. Do vy ngi ta phi trang b các c cu bên trong ct
nhm đt đc mc đích này. Trong thc t, thng ch to ct chng ct vi các loi
khác nhau nh :
đa chóp, đa li, đa lóng máng hay đa supap (van), đm,
Phn phía trên đa np liu ca ct thc hin quá trình làm tng nng đ ca các t
nh trong pha hi, gi là phn luyn (rectification). Còn phn phía di thc hin quá
trình phân tách pha hi khi pha lng và làm tng nng đ ca cu t nng trong cn
chng nên đc gi là phn chng. Do vy phn đáy phi cung c
p thêm nhit hoc phi
đa thêm tác nhân bay hi vào. Mc đ phân tách tt hay không ph thuc vào s đa
đc b trí trong tháp và t s hi lu. Nu s đa lý thuyt quá ít thì tách không rõ ràng,
nhng s đa lý thuyt quá ln thì dn đn chiu cao ca tháp quá ln, gây khó khn cho
ch to lp ráp, tng vn đu t…
Trong thc t, thit b chính s dng trong quá trình chng ct th
ng có 2 loi sau :
tháp loi đa và tháp đm.
I. Thit b chng ct loi đa:
I.1 Nhng đc trng chung ca mt đa :
Hình bên gii thiu các đc trng hình
hc ca mt đa :
D
T
: ng kính thit b
h: chiu cao ca vách chy chuyn
T: khong cách gia hai đa
D: đ rng ca khe chy chuyn
e : chiu cao khe vào ca lng
h

od
: Mc cht lng phía trên vách chy
chuyn
AD : din tích khe chy chuyn
AA: din tích hot đng ca đa.
S đ trên đng thi cng cho thy mt s
đim quan trng nh hng đn hot đng ca
tháp chng ct:
+ Din tích vùng thoát hi tng ng vi tit din ca tháp tr đi tit din ca các khe
chy chuyn.
+ ng chy chuyn: có th có nhiu dng nhm thay đi vùng chy ca cht lng.
+ V trí ca cht lng vào đa đc thit k di dng tm chn. Nó đóng vai trò rt quan
trng trong vic phân phi cht lng vào đa.
C
u trúc ca đa ca đa cho phép các dòng lu th tip xúc vi nhau theo phng vuông
góc. Dòng lng đi qua dòng hi đang chuyn đng theo phng thng đng t đa này
sang đa khác to nên s chuyn đng ziczc ca hai pha lng và hi.

I.2 S lu thông ca dòng lng và hi trong ct chng ct.
Dòng hi lu thông t di lên trên dc theo ct chng ct, xuyên qua các đa nh
các l trên đa (ng hi ca chóp, l van ) đi vào pha lng lu trên đa nh các tm chn
 các vách chy chuyn.
- Lu lng lng, hi và vn tc ca chúng hình thành nên bt hoc nh tng,
thm chí gây nên hin tng phun ca cht lng.
- Pha hi khi xuyên qua đa luôn luôn kéo theo mt lng lng di dng git, và
ri tr li đa.
- Khong cách ca đ
a s đc chn la thích hp sao cho đm bo thi gian cho
pha lng ri tr li đa và s tt áp (pressure drop) ca pha hi.
Pha lng: Pha lng chuyn đng t trên xung di nh trng lc, cht lng

chuyn đng xuyên qua đa và đi vào đa di thông qua ng chy chuyn.
- Cht lng sau khi đi qua vùng hot đng ca đa, tip tc đ
i vào ng chy chuyn
di dng hn hp lng hi, nh vy, thi gian lu cht lng trong ng chy chuyn
đóng vai trò rt quan trng trong vic tách hi ra khi pha lng trc khi vào đa phía
di.
- Nh vy vic tính toán kích thc ca đa gn lin vi vic tìm kim các thông
s cho đa hot đng mt cách hiu qu.
Trong thc t
, tn ti nhiu dng đa khác nhau ví d nh dng đa xuyên tâm
thng ng dng trong ct chng ct có đng kính ln hoc trong ct chng ct chân
không.

Hình 2 : S chuyn đng ca hai pha lng hi trong tháp


Hình 3 : S chuyn đng ca pha lng trên đa

I.2.1 Quá trình tip xúc lng hi trong tháp có vách chy chuyn
¬ Dòng hi : Hi đi t di lên qua các l van hay l li trên đa nh vách chy
chuyn. Khi dòng hi sc vào dòng lng, vn tc ca dòng hi s nh hng đn
trng thái ca dòng lng. Hi có th to bt trong lp cht lng. Khi vn tc dòng
hi càng tng thì rt d to h nh tng. Nu vn tc dòng hi quá ln thì s kéo
theo mt phn ca dòng lng to sng trên b mt cht lng gây ra hin tng
phun sng ca cht lng.
¬ Dòng hi khi đi qua lp cht lng thì luôn luôn kéo theo mt lng lng nht đnh
nào đó, vì vy khi thit k tháp phi la chn kho
ng cách hai đa sao cho đm
bo có th thu hi lng lng b kéo theo.
¬ Dòng lng: đi t trên xung qua vách chy chuyn và qua vùng tip xúc pha. Và

c nh th s đi xung phía di các đa tip theo qua vách chy chuyn, trong
quá trình đi t trên xung dòng lng s mang theo mt lng hi nht đnh vì vy
khi thit k tháp phi la chn chiu cao vách chy chuyn sao cho đm bo có
th thu hi lng hi b kéo theo
Nh vy, đi vi tháp đa có ng chy chuyn thì ng chy chuyn có chc nng
hng dòng lng đi t trên xung và tách hi ra khi dòng lng trc khi
đi vào đa phía
di.

I.2.2 Ch đ hot đng thu lc ca đa, vùng hot đng:
- Tính cht quan trng đu tiên nh hng đn ch đ hot đng ca đa là s tách
hai pha lng và hi sau khi đi qua vùng hot đng ca đa. Nu nh s tách pha hi ra
khi pha lng kém hoc s kéo theo ca pha lng trong pha hi s hình thành nên s hi
l
u không mong mun ca các pha, điu này s làm gim hiu qu hot đng ca đa.
+ Trong trng hp pha lng, đ tách pha hi ra khi pha lng sau khi đi qua đa
ch cn đn gin tng thi gian lu ca lng trong ng chy chuyn.
+ i vi pha hi thì phc tp hn. Nu nh kích thc ca ct chng ct ln,
ho
c vn tc ca pha hi bé, thì s tip xúc ca hai pha rt bé, dn đn s chuyn pha xy
ra  mc đ có gii hn. Trong trng hp vn tc ca pha hi ln, xu hng kéo theo
pha lng ca pha hi rt ln, trong trng hp này tng khong cách gia hai đa s giúp
cho pha lng tách khi pha hi.
- Tính cht quan trng th hai: S cân bng thy đng l
c to ra trên đa. Các pha
lu thông trong ct đu kéo theo s tt áp, và s tt áp này phi đt cân bng đ đm bo
s lu thông ca pha hi qua các đa.
Dòng hi đi qua đa và lp lng s to nên mt s tt áp (h
p
), s tt áp này ph

thuc vào lu lng ca các dòng lu th, đc trng vt lý ca hai pha, và các đc trng
hình hc ca đa. S tt áp này bng vi tng tr lc hình thành khi pha hi đi qua các l
trên đa (l li, l van, ng hi ca chóp…) và chiu cao cht lng trên đa (h
cl
). Chiu
cao ca lp cht lng trên đa bng tng chiu cao ca tm chn (h) và chiu cao ca cht
lng chy tràn trên đa (h
od
).
Dòng lng trên đa ph thuc vào vách chy chuyn nhng đng thi cng ph
thuc vào tr lc hình thành do các vt cn (van, chóp …), tr lc ca pha hi. Nhng
nguyên nhân này gây ra mt gradient ca lng  ni cht lng vào đa và cui đa.
Chiu cao thc ca lp cht lng trong ng chy chuyn (H
d
) s nh hng đn
chiu cao ca lp cht lng trên đa, chênh lch áp sut gia hai đa cng nh s tt áp do
h thng tip liu trên đa (h
s
). Thông thng chiu cao ca lp cht lng trong ng chy
chuyn cao hn so vi tính toán do hn hp đi vào ng chy chuyn là hn hp lng –
hi. Tng chiu cao ca hn hp lng hi trong ng chy chuyn s ln hn do h s
thoát hi trung bình , và bng H
d
/. Khi tháp chng ct hot đng bình thng thì h s
này gn bng 0,6. Chính vì vy chiu cao ca cht lng trong ng chy chuyn không
đc vt quá 50% ca chiu cao ng chy chuyn.
Nhng nhn xét trên cho thy mi quan h gia các thành phn cu to ca đa,
chng hn khi tng lu lng ca pha lng s gây nên lng lng lu gi nhi
u hn. Kt
qu là s tng đng thi tr lc pha hi cng nh lng lng trong ng chy chuyn, dn

đn ng chy chuyn có th chy tràn, ct chng ct s b ngp đy cht lng và hiu qu
ca quá trình phân tách s gim.
S tt áp ca pha hi đc biu din nh sau:

Hình 4 : Cân bng thy đng lc hc trên đa
Tóm li, đ cho đa hot đng bình thng, hai thông s cn phi đc kim soát :
vn tc pha hi và lu lng pha lng hay mt cách chính xác hn là lu lng trên mt
đn v chiu dài ca vách chy chuyn. La chn không chính xác các đi lng này có
th gây nên các s c v thy lc và làm gim hiu sut ca tháp.

I.2.3 Các hin tng bt thng xy ra trong tháp:
• Hin tng sc tháp (flooding - engorgerment): hin tng này xy ra do pha hi
hoc pha lng.
Ü Soufflage flooding: Xy ra khi lng hi ln hn lng lng, khi đã có
hin tng sng mù phân tán trên vùng ti
p xúc nh hng phía trên vùng
chuyn khi. ng thi có hin tng to bt trên đa và các ht lng có
kích thc bé s b lôi lên đa phía trên.
Ü Jet footding: Xy ra do s lôi cun lng theo hi, khi tng đng thi lu
lng lng hi thì d gây ra hin tng này. Hin tng này còn xy ra khi
mun tng nng sut ca tháp. Khi xy ra hin này lng b lôi cun lên đa
phía trên và lúc này lng lng trên đa phía trên s tng lên, dn đn
không gian hi gim, hot đng ca tháp không n đnh, và làm hiu qu
quá trình phân tách pha.
Ü Sc do lu lng lng quá ln: khi lng lng trong vách chy chuyn quá
ln cng nh trên đa ln s làm nh hng đn quá trình phân tách hi ra
khi lng, cng nh s nh hng đn cân bng thy đng c
a đa.

• Hin tng gây ma (weeping): Các loi đa l (li) hoc đa van, do đc đim

ca chúng không kín hoàn toàn: luôn luôn có mt lng nh pha lng chy qua
đa nhng không nh hng đn hiu sut ca đa. Tuy nhiên, khi vn tc pha hi
tng lên, áp sut thy tnh trên đa không đm bo, pha lng s chy qua các l
li hoc l van gây nên hin t
ng ma. Hin tng này có nh hng xu đn
quá trình hot đng ca đa do s trn ln li pha lng và pha hi.
• Hin tng dumping: là trng thái ca tháp khi hin tng gây ma xy ra mnh.
Pha lng chy qua l vi lu lng ln làm gim mnh hiu sut ca đa.
Do các hin tng trên, chúng ta có th phân bit ch đ làm vic c
a tháp tùy theo lu
lng ca các pha (hình 5) :

Hình 5 : Vùng hot đng ca đa

¬ Lu lng hi quá ln: Vn tc dòng hi đi qua các l trong vùng làm vic tng
lên có th dn đn các hin tng nh: soufflage, tng chiu cao ca lng trên đa
gây nên hin tng sc tháp. Tt c các hin tng đó đu dn đn hin tng lôi
cun pha lng lên đa phía trên làm gim hiu sut đa.
¬ Lu lng lng quá ln: Lu lng lng quá ln s dn đn hin tng sc trong
ng chy chuyn do s tách pha không đm bo. Nó có th gây nên hin tng
phân b lng không đu trên vùng hot đng ca đa làm gim hiu sut đa.
¬ Lu lng hi quá bé: có th dn đn hin tng gây ma trong tháp hoc hin
tng dumping và làm gi
m hiu sut ca tháp do s tip xúc pha gim.
¬ Lu lng lng quá bé: có th dn đn hin tng lng b lôi cun theo pha hi
khi mà lu lng hi quá ln hoc hi có th đi lên đa phía trên qua ng chy
chuyn, điu này cng s làm gim hiu sut ca tháp.

I.3 Các loi đa :
Các loi đa thng đc s dng là:

đa chóp, đa li, đa van.
• a chóp: đm bo đ kín gia 2 tng đa luôn luôn có lng trên đa. a này
có nng sut không cao nhng đ linh đng ln. Tuy nhiên loi đa này có
nhng nhc đim: s lng chóp nhiu, chim ch nên gim b mt hot
đng, nng sut, hiu sut bé do lng lng đi qua hn ch.
• a li : đa li đc cu to đn gin, r nhng khi s dng nguyên liu
có kh nng n mòn làm thay đi đng kính l, nh hng đn quá trình
chng ct, vì v
y trong trng hp này phi s dng vt liu chng n mòn.
Mt khác nu lng hi ln, cht lng không chy đc, còn nu lng hi
bé thì cht lng chy qua l làm khô tháp.
• a van : loi đa này hn ch đc hin tng sc tháp khi vn tc hi ln
và hin tng ma trong tháp khi vn tc hi nh. a van làm vic tùy theo
vn tc ca dòng khí, khi vn tc tng dn thì van s m dn t nh đn ln
và có lúc đc nâng lên hoàn toàn, còn khi vn tc dòng hi nh hn quy
đnh thì lng không chy xung đc, gây hin tng khô tháp. Trong tháp
đa van, các van đc cài đt  mt áp sut nht đnh, do đó các van nh s
làm vic trc các van nng. Khi vn tc tng dn lên vn đm bo đc
hot đng ca tháp.

A: a chóp B: a l vi ng chy chuyn
C: a van hình tròn D: a van hình ch nht
So sánh hai loi đa : đa l (sieve tray), đa van (valve tray) : Hai dng đa này hoàn toàn
ging nhau, chúng ch khác nhau là có van và không có van. i vi dng đa van, van s
m hoàn toàn khi ct chng ct hot đng bình thng. Van đóng mt phn hoc hoàn
toàn khi lu lng ca pha hi gim xung. Hai dng đa này v mt tính toán hoàn toàn
ging nhau.
i vi đa dng l, còn có mt dng không dùng ng chy chuyn, nhng loi này it
dùng, hiu qu hot đng ca đa kém.

Hình 6 : Van Norton

* a không có ng chy chuyn:
S lu cht lng trên đa thông thng rt ít, và đc hình thành nh vào s cân bng
thy đng hc ca quá trình chy hai pha lng và pha hi.
u đim: cu to đn gin, giá thành r.
Nhc đim : Hiu sut làm vic thp.














Hình 7: Van dng “Glitsch”
So sánh các loi đa :
Loi đa Chóp Van L có vách
ngn
L không có
vách ngn
Lu lng Trung bình Ln Ln Rt ln
Kh nng

thích hp
Rt tt Tt TB Yu
Hin tng
kéo theo
cao Va phi Va phi Va phi
St áp cao Trung bình Trung bình Trung bình
Giá t Va phi R R
Bo trì cao Va phi R Rt r
S bít cao Va phi ít Rt ít
Min ng
dng
Lu lng
lng bé
Rng
Th trng 5% 70% 25% Trong trng
hp đc bit

I.4 Nhng công thc thc nghim s dng cho vic tính toán đa:
I.4.1 Hin tng ngp tháp do pha hi. La chn đng kính ct chng ct.
Trong ct chng ct, vn tc ca pha hi trong không gian t do gia hai đa phi
không vt qua mt giá tr nào đó nhm tránh hin tng kéo theo ca pha lng.
Ngi ta đnh ngha h s nng sut C, nó đc biu din nh
 là vn tc ti đa trong thit
b rng hiu chnh theo t trng các pha lng và hi.
V
VL
sf
CU
ρ
ρρ

−
=

U
sf
: Vn tc pha hi gây ra hin tng ngp trong thit b rng. (m/s), 
L
,
V
: Khi lng
riêng ca pha lng và pha hi.
H s C ph thuc vào đc tính hoá lí ca hai pha lng và pha hi, ngoài ra chúng còn
ph thuc vào yu t hình hc ca ct chng ct. Có nhiu nhiu đ th thc nghim đã
đc đ ngh đ hiu chnh h s C theo h s lu lng
, mt trong các biu đ
hay đc s dng là biu đ Fair.

Quan h “Fair” nhm xác đnh h s C (L, G lu lng ca pha lng và pha hi).
Giá tr ca vn tc xác đnh gii hn ngp lt tháp ch áp dng cho các hn hp không
to bt. Khi xét đn nh hng này ngi ta s dng mt h s hiu chnh SF, bng sau
gii thiu các giá tr thc nghim ca h s SF

H thng
H s SF
Không to bt
1
Tháp tách propane
0,9
Tháp tách H
2

S
0,9
Thit b tái sinh carbonat
0,9
Tháp hp th du
0,85
Tháp chng ct du thô  áp sut khí quyn
0,85 – 1
Tháp chng ct chân không
0,85 – 1
Tháp tái sinh amine
0,85
Tháp ra bng kim
0,65
Tháp hp th amine
0,73 – 0,8
H thng to bt bn vng 0,3 – 0,6

im 80% ngp lt, có ngha vn tc pha hi bng 0,8 U
SF
, thng đc s dng
đ xác đnh đng kính ca tháp. Giá tr này hoàn toàn ngu nhiên và đc chn sao cho
đng kính ca tháp là nh nht và do đó chi phí đu t s nh nht trong khi vn đm
bo ch đ hot đng n đnh ca tháp. S la chn có th thay đi theo các tiêu chí khác
nh có tính uyn chuyn tt, đm bo cht lng sn phm cao hn…B
t c nó có giá tr
nh th nào đi na, nó vn phi đm bo tit din đ lng hi đi qua (A
N
). Gi s mt
cách gn đúng 15% tit din tháp b chim bi ng chy chuyn, khi đó din tích đi qua

ca pha hi đc tính:
sf
V
N
U
Q
D
A
85,04
85,0
2
==
π

Q
V
Lu lng ca pha hi (m
3
/s)
Ngi ta ly giá tr vn tc ca pha hi bng 80% vn tc ti hn ca pha hi gây
ra hin tng ngp tháp. Công thc này cho phép chúng ta tính toán đc đng kính ca
tháp chng luyn.
I.4.2 Khong cách gia các đa:
- Khong cách gia các đa ph thuc vào đng kính ca ct.
- Khong cách gia các đa đc chn sao cho đm bo đc hai yu t:
+ Khong không gian trên đa đ ln đ cho pha lng tách khi pha hi.
+ Mc cht lng trong ng chy chuyn nh 50% chiu cao ca ng.
- ng kính ct chng ct đc chn nh sau:

ng kính (m) Kho

ng cách gia các đa (cm)
Nh hn 1,2 45
Ln hn 1,2 60-70

Khong cách gia các đa bng 90cm rt ít s dng, ch trong trng hp lu
lng lng ln, ví d nh v trí hi lu tun hoàn.

I.4.3 Chiu cao lp cht lng trên vách chy chuyn:
Chiu cao lp cht lng trên vách chy chuyn có th xác đnh nh vào các phng trình
thy đng lc hc. Nu Q
L
là lu lng lng (m
3
/s) và h
od
là chiu cao ca cht lng trên
vách chy chuyn (cm), L
d
chiu dài ca vách ngn (m), thì có th s dng phng trình
sau :
h
od
=66,4*(Q
L
/L
d
)
2/3

Công thc này đúng trong trng hp cht lng chy ri t do vào ng chy chuyn, nu

trong trng hp cht lng chy theo thành ca ng chy chuyn, hoc  ch đ ri trc
khi vào ng chy chuyn, ngi ta đa ra h s F
d
. H s này ph thuc vào chiu dài
ca ng chy chuyn và lu lng ca pha lng.
)
)(
)(1(366,172212,0(0032,1
5,2
d
L
T
d
d
L
Q
D
L
F −++=

L
d
/D
T
F
d
maximum
1 1,1
0,9 1,18
0,8 1,21

0,7 1,23
0,6 1,24
0,5 1,25
Trong trng hp ng chy chuyn có đng kính d
d
, thì chiu cao mc lng trên ng
chy chuyn đc tính nh sau:
704,0
876
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
d
L
od
d
Q
h

+ L
d
đc tính toán da trên din tích vùng chy chuyn và s pass trên đa. Vic chn s
passes phi đm bo sao cho t s Q
L

/L
d
nm trong khong 0,0174-0,0323 m
3
/s.
+ S passes đc chn theo bng nh sau:

ng kính (m) S passes Lu lng lng (m
3
/h)
0,6-1,8 1 7-90
1,4-4 2 90-250
2,4-5 3 200-400
4-6 4 250-450

Chiu dài ca vách chy chuyn ph thuc vào din tích vùng chy chuyn tng ng.
Mi quan h ca các thành phn trong hình tròn ca tit din đa có th biu din trên
hình sau

Khi đó, chiu dài ca vách chy chuyn có th đc xác dnh theo công thc :
Ld = D
T
. sin(ω)
Din tích AD hình viên phân b gii hn bi dây cung đc xác đnh :

 cao H ca hình viên phân đc xác đnh :

I.4.4 Hiu sut
Tháp chng ct thng đc tính toán theo s đa lý thuyt, vì vy cn phi có
mt công c tính toán đ cp đn giá tr thc t ca quá trình chuyn khi truyn nhit

trong tháp. Do thi gian tip xúc gia hai pha b gii hn nên không th đt đn cân bng
nhit đng, điu này s nh hng đn hiu qu ca quá trình phân tách các pha. Vì th
ngi ta đa ra khái nim hiu sut. Khái nim hiu sut Murphee thng đc s dng
trong khi tính toán tháp chng ct. Nó so sánh mc đ phân tách thc t đt đc vi s
phân tách cn phi đt đc trên đa lý thuyt. Murphee đã đnh ngha hiu sut pha hi
ca đa E
MV
theo biu thc :

Trong đó :
y
n
: thành phn hi trung bình đi ra khi đa th n
y
n – 1
: thành phn hi trung bình đn t đa bên di
y
n
*
: thành phn lý thuyt ca hi  trng thái cân bng
Hiu sut pha lng ca đa cng có th xác đnh mt cách tng t, nó thay đi t
đa này sang đa khác.
Hiu sut chung ca đa, E, có th đc đnh ngha :

Trong đó  là h s hp thu ca tháp,  = m V
M
/ L
M
vi V
M

và L
M
là lu lng
mole ca hi và lng đi qua đa và m là đ dc ca đng cân bng.
II. Tháp đm:
Trong tháp đm ngi ta b trí vách ngn có cha đm vi hình dng khác nhau:
hoc là hình vành khuyên, hình tr có tm chn, hình yên nga, hình vòng nhn vv đ
tng din tích tip xúc gia hai pha. Khác vi tháp đa, s tip xúc lng hi xy ra liên
tc do đó tng hiu qu chuyn khi gia hai pha và hiu qu này càng cao khi b mt
tip xúc càng ln, và ch đ thy đng gia hai pha là chy xoáy. Nh
c đim ca tháp
đm là quá trình tip xúc gia hai pha không đng đu  toàn b đm theo tit din
ngang ca tháp.
¬ Có hai loi đm chính đc s dng chính trong quá trình chng ct du khí đó là:
• m không có cu trúc có hình vòng nhn, yên nga đc sp xp mt cách
ngu nhiên nhng vm đm bo ch đ thy đng ca lp đm và tn tht áp
su
t.
• m có cu trúc đc to ra t li st, li mt cáo. Các li đc un cong
hoc đc l và đc sp xp mt cách có trt t thành khi tr hay hình ch
nht. m này có đc trng là có đ rng cao, nhng vic ch to, lp đt và
v sinh rt tn kém và mt thi gian.
m có hiu qu cao khi có din tích tip xúc ln và t
n tht áp sut qua đm bé.
c trng ca đm là: din tích b mt riêng, đ rng, bn cht vt liu ch to đm.
Khi so sánh gia tháp đm và tháp đa ta thy tháp đm có u đim là: tn tht áp
sut bé, vì vy thun li cho quá trình chng ct chân không khi có mt các cu t không
bn nhit, có kh nng tng nng sut quá trình chng ct, có kh n
ng phân tách cao hn
so vi tháp đa. Tuy nhiên tháp đm cng có nhc đim: vi các hn hp có kh nng

to cn, thì phi thay đi toàn b đm, tính linh hot thp, d to cn trên b mt đm
điu này s làm gim kh nng phân tách và s dn đn gim hiu sut quá trình.

II.1 m không có cu trúc (đm ri) :
Loi đm này đc s d
ng đu tiên, đc phát trin t hai dng vành và yên
nga.
- Th h đu tiên: + vành Rashing hoc Lessing và yên nga ca Berl (Hình 8). Nhng
loi này hin nay vn còn đang đc s dng
- Loi 2: đc phát trin t loi đu tiên, loi này hình dáng phc tp nhm tng din tích
tip xúc ca hai pha lng và hi. (hình v)

Hình 8 : m s dng vòng Raschig (A), Lessing (B), vòng xon (C) (th h I)

- Loi 3: loi này thông thng làm bng kim loi hoc nha, đ rng cao.
Vic chn la vt liu làm đm ph thuc vào mc đích ng dng, giá c…



Hình 8 : m ri dng vòng hoc dng hình yên nga (th h II)


Hình 8 : m ri dng vòng hoc dng hình yên nga

II.2 m cu trúc:
Mt dng đm khác cng đang đc ng dng là dng li hoc chng li tu
theo yêu cu, ví d : Sulzer, Goodloe, Koch, Glitsch…

S đ hình hc ca đm cu trúc, các kích thc hình hc

II.2.1 Dng li:
Thông thng đc ch to bng kim loi, có các lp kim loi liên kt vi nhau.
c trng chính ca li là đ rng cao, do vy đ st áp thp.












m cu trúc dng li











m li Glisch EF25A

II.2 Các dòng lu th trong tháp đm.
II.2.1 Tr lc :
St áp trong tháp đm ph thuc vào lu lng hai pha lng và hi. S bin thiên
ca tr lc theo lu lng hi đc biu din trên hình v sau.
im np lng (loading point - A): vn tc dòng khí đ ln đ gây cn tr s chy
ca pha lng, gây nên s tng lng lng lu gi trên b mt
đm làm gim din tích
dành cho pha hi.
im ngp tháp (flooding point – B): vn tc dòng khí G rt ln, cht lng không
th chy qua lp đm và mt phn tích t li đnh tháp. Cht lng có khuynh hng tr
thành pha liên tc. Vn tc G tng ng vi đim ngp lt là giá tr vn tc cc đi so
vi ch đ hot đng bình thng ca tháp.

Tt áp ph thuc vào pha hi và pha lng

S thay đi ca tr lc di đim np lng (loading point) qua lp đm Raschig
hoc vòng Pall, vòng yên nga Berl có th đc tính nh sau:
G
L
G
P
ρ
α
β
2
*10*=∆
ẤP tr lc (pa/m) trên mt đn v chiu cao ca đm.
L; G lu lng khi lng ca pha lng và pha hi trên mt đn v din tích.


G
trng lng th tich ca pha hi.
,  Nhng hng s đc trng ca đm

ng dng Giá tr tr lc cc đi (Pa/m)
Chng ct khí quyn 400 – 800
Chng ct áp sut thp và trung bình 400 – 800
Chng ct chân không 8 – 400
H thng có to bt 80 – 200
Tháp hp th 160 – 570
Tháp hp th amin 205
Tháp tái sinh amin 245
Tháp ra khí 200 - 490


II.2.2 Lu lng lng nh nht đm bo s thm t đu trên b mt đm.
Lu lng này cn thit đ to mt màng mng cht lng trên b mt đm. Lu
lng ti thiu Q
Lm
, có th đc tính bng nhiu công thc khác nhau trong đó có tính
đn các đc tính ca b mt, đc bit là góc tip xúc. Chng hn có th s dng biu thc
Schmidt :

Vi :
và
Q
Lm
: m3/ h* m
2

tit din tháp
µ
L
: cP,  : dyn/cm




II.3 Hiu qu làm vic ca tháp đm.
Hiu qu làm vic ca tháp đm là s đo kh nng tách thc hin trong tháp. i
vi tháp đa, thì hiu qu làm vic ph thuc vào s đa, còn đi vi tháp đm, thì ph
thuc vào chiu cao ca lp đm

III. Phng pháp la chn tháp đm hay tháp đa.
Mi loi thit b có nhng đc trng riêng bi
t có nhng u đim và khuyt đim
khác nhau. Vic la chn loi tháp không có nhng tiêu chí riêng bit mà tùy thuc vào
đc trng ca tng ng dng c th, tuy nhiên mt đim quan trng cn chú ý là tháp đa
luôn r hn tháp đm.
+ Nhng u đim ca tháp đm:
- St áp nh, ng dng nhiu trong quá trình chng ct chân không.
- Kh n
ng lu pha lng ln
- Có th thc hin cho nhng ct tách có đng kính bé.
- Kh nng tng lu lng cao
- Trong trng hp làm vic vi hn hp mang tính n mòn cao, giá ca tháp
đm r hn.
- n gin
+ Nhng nhc đim:
- Biên đ hot đng bé: Hiu qu làm vic ca thit b gim rt nhanh khi các

tham s hot đng khác xa vi tham s làm vic ti u.
- Khó làm t đm khi lu lng pha lng bé.
- Kh nng đóng cn ln
- Phc tp trong vn đ lp đt các thit b tip liu, hi lu, chit tách
- Hiu sut làm vic nh đi vi tháp có đng kính bé.
S đ chn la thit b


S đ la chn loi tháp
TÍNH TOÁN THIT K THÁP CHNG CT CÔNG NGHIP
I. S đa thc t, đng kính và chiu cao tháp
S dng s liu thu đc t phng pháp “short-cut”, bc tip theo s xác đnh :
- S đa thc t N ca tháp
- ng kính trong ca tháp D
i

- Chiu cao ca tháp
Các s liu cn thit là :
- S đa lý thuyt  vùng chng và vùng luyn. S đa vùng luyn không bao gm
thit b đun sôi li, thit b này đc xem nh là tng đng mt đa lý thuyt.
- Lu lng lng Q
L
đi ra khi đa và lu lng hi Q
V
đi vào đa lý thuyt. Các
giá tr này ch có th đc d đoán cho các đa đc bit trong trng hp tính short-cut.
- Khi lng riêng ca lng ρ
L
và hi ρ
V

 tng đa lý thuyt
-  bay hi tng đi ca cu t khóa nh so vi cu t khóa nng  nhit đ
trung bình ca tháp α
LK – HK

-  nht đng hc ca nguyên liu tính bng centipoise (cPo hay cP)
1/ Tính s đa thc t :
a/ Hiu sut chung ca đa Ep :
Hiu sut chung ca đa ph thuc vào :
- S d dàng ca quá trình chuyn khi gia các pha
- Cht lng ca ca s tip xúc lng hi
- Cht lng ca quá trình phân tách lng hi
Vì th nó ph thuc vào đc trng ca các l
u th và đc trng ca đa.
Tr các trng hp ngoi l cn các s liu chính xác, trong các trng hp chung ngi
ta có th s dng hiu chnh O’Connel (1947) đ xác đnh hiu sut chung ca tháp
chng ct Ep. Hiu sut này ph thuc :
-  bay hi tng đi α
LK – HK

-  nht đng hc ca nguyên liu µ
A

+  bay hi tng đi α
LK – HK
đc tính  điu kin trung bình ca tháp, có ngha 
nhit đ t đc tính : t = (t
đnh
+ t
đáy

)/2 (t, t
đnh
, t
đáy
: °C)
 bay hi tng đi α
LK – HK
 điièu kin ca nguyên liu có th đc s dng đ xác
đnh hiu sut.