MỤC LỤC
1. Khái niệm:....................................................................................................................2
2. Phư ơ ng pháp ngư ng tụ : ................................................................................................2
2.1. Quá trình ngư ng tụ gián tiếp (hay còn gọ i là ngư ng tụ bềmặt )...............................2
2.2. Quá trình ngư ng tụ trự c tiế p: (hay còn gọ i là ngư ng tụ hỗn hợp).............................2
3. Nguyên tắc ...................................................................................................................2
4. Đặ c điể m ......................................................................................................................3
5. Cơ chế ..........................................................................................................................3
6. Tác nhân lạnh:..............................................................................................................3
7. Hiệu suất : ....................................................................................................................3
8. Thiết bị ngư ng tụ :........................................................................................................4
8.1. Thiết bị ngư ng tụ gián tiếp:.......................................................................................4
8.1.1. Công nghệ..............................................................................................................5
8.1.1.1. Bình ngư ng ố ng chùm nằm ngang ......................................................................5
8.1.1.2. Bình ngư ng ố ng vỏthẳ ng đứ ng...........................................................................7
8.1.1.3. Thiết bị ngư ng tụ kiể u bay hơ i............................................................................8
8.2. Thiết bị ngư ng tụ trực tiếp: .....................................................................................10
8.2.1. Công nghệ............................................................................................................10
9. Tóm lại .......................................................................................................................11
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................12
1. Khái niệm:
Ngư ng tụ là quá trình chuyển trạng thái pha từkhí hoặ c hơ i sang trạ ng thái lỏ ng
bằng cách làm lạnh khí hoặc nén làm lạ nh khí đồ ng thời. Khí cần chuyển là khí thải
hoặc khí bịô nhiễm, dung dịch sau ngư ng tụ chứa hợp chất ta mong muố n ngư ng tụ .
2. Phư ơ ng pháp ngư ng tụ :
2.1. Quá trình ngư ng tụ gián tiếp (hay còn gọ i là ngư ng tụ bềmặt )
Quá trình tiến hành trong thiết bị trao đổ i nhiệ t có tư ờ ng ngăn cách giữ a khí và tác
nhân làm lạ nh đi ngư ợ c chiều nhau . Quá trình trao đổ i nhiệt diễn ra trên bềmặt trao
đổ i nhiệt Tác nhân làm lạ nh cho đi từ dư ớ i lên để tránh dòng đố i lư u tựnhiên cản trở
quá trình chuyể n độ ng củ a lư u thể . Khí ô nhiễ m đư ợ c ngư ng tụ trên trên bềmặt trao
đổ i nhiệt hoặc thành giọt lỏ ng và đư ợ c tách khỏi hỗn hợp khí ở giai đoạ n sau. Để tăng
hiệu quảlàm lạ nh ngư ờ i ta tiế n hành tăng diệ n tích bềmặt tiếp xúc giữa tác nhân lạnh
và hỗn hợp khí bằng cách bốtrí thiết bịlàm lạnh thành nhiều lớp, nhiề u ngăn.
2.2. Quá trình ngư ng tụ trự c tiế p: (hay còn gọ i là ngư ng tụ hỗn hợp).
Quá trình này tiế n hành bằ ng cách cho khí và tác nhân làm lạnh tiếp xúc trực tiếp
với nhau (hòa trộn vớ i nhau). Khi đó cấ u tửcần tách sẽ trao đổ i nhiệt hay quá trình
chuyển thành lỏng nằm trong hỗn hợp giữa chấ t ngư ng tụ với chất bịô nhiễm. Còn
hỗn hợ p khí khác đư ợ c đư a ra ngoài. Như vậ y khi đó chấ t ô nhiễm sẽlẫn tạp chất và
chấ t ngư ng tụ củng bịlẫn tạp chấ t và đư ợ c thả i ra ngoài. Như vậ y sẽrất hao phí chất
làm lạnh vì không sửdụ ng đư ợ c nhiều lần. Thiết bị ngư ng tụ trực tiế p thư ờ ng không
đặ t giá trịphân chia cao vì chất lỏng ngư ng tụ sẽtrộn lẫn với tác nhân làm lạnh"
3. Nguyên tắc
Nguyên tắc của quá trình này là dựa trên sựhạthấp nhiệ t độ môi trư ờ ng xuống một
giá vịnhấ t định (tớ i dư ớ i điể m sôi của chất ô nhiễm) thì hầ u như các chấ tởthể hơ i sẽ
ngư ng tụ lạ i và sau đó đư ợ c thu hồi hoặc xửlý tiêu hủy. Ở điề u kiện làm lạnh bình
thư ờ ng, nếu xửlý bằ ng ngư ng tụ thư ờ ng khí thu hồ i đư ợ c các dung, môi hữ u cơ , hơ i
acid ra. Phư ơ ng pháp này chỉ phù hợp với nhữ ng trư ờ ng hợp khí thải có nồ ng độ hơ i
tư ơ ng đố i cao (>>20 g/m3). Trong trư ờ ng hợp nồ ng độ nhỏ , ngư ờ i ta thư ờ ng dùng các
phư ơ ng pháp hấ p thụhay hấp phụ.
4. Đặ c điể m
Phư ơ ng pháp này phụ thuộc rất nhiều vào nhiệ t độ và áp suất của quá trình:
nhiệ t độ càng lạnh hoặc áp suất càng cao thì hiệu suất càng cao.
Áp dụng cho các hỗn hợp khí có nhiệ t độ thấp
5. Cơ chế
Hệthố ng ngư ng tụ xửlý dòng khí thải bằ ng cách làm cho chúng ngư ng tụ trên bề
mặt làm lạ nh, điề u kiện làm lạnh có thểcó thể đư ợ c tạo bởi: quá trình trao đổ i nhiệt
gián tiế p (ngư ng tụ gian tiế p) qua nư ớ c lạnh hoặc bằng cách phun dòng chất lạnh qua
vào buồng chứa khí ô nhiễ m (ngư ng tụ trực tiếp). Ngoài tác nhân lạ nh là nư ớ c còn có
một sốchất làm lạ ng khác như : nư ớ c muối bão hòa, nitơ lỏ ng… Hơ i thoát ra khỏ i thiết
bịnếu có chấ t lư ợ ng sạch thì có thểxảra không khí, nếu trong khí thoát ra vẫn còn
chấ t độ c hại thì đư ợ c chuyển qua hệthống xửlý khác như hấ p thụ, hấp phụ …
Nư ớ csau ngư ng tụ đư ợ c chuyển qua trạm xửlý và đư ợ c sửdụng lại hoặc thải ra
ngoài. Ngoài ra đố i vớ i các nư ớ c ngư ng là các dung dịch HCl, H2SO4,… có thể đư ợ c
sửdụng cho ngành hóa học.
6. Tác nhân lạnh:
Phụthuộc vào yêu cầu làm lạnh tức là nhiệ t độ sôi của chất ô nhiễm cần xửlý mà ta
có các tác nhân làm lạnh sau:
Tos> 0oC : nư ớ c lạnh hoặc không khí lạnh.
00C > T0s> - 50oC : dung môi bay hơ i.
50oC > T0s> -120oC : ni tơ lỏ ng…
7. Hiệu suất :
Hiệ u suấ t ngư ng tụ ( giá trị tư ơ ng đố i) đư ợ c tín theo công thứ c:
0
0
.100
r
C C
C
η
Trong đó:
CR: là nồ ng độ hơ i ở đầ u ra
C0: nòng độ hơ i ban đầ u
Giá trịtrịtuyệ t đố i của hiệu suấ t ngư ng tụ đư ợ c tính theo công thức :
0
0 0 0 0
.
.100 .100
.V . .V .
r i R
i
i i
C C M V
m
P
C M C M
Trong đó :
mi : khố i lư ợ ng của chấ t i đư ợ c ngư ng tụ .
Mi : là phân tử lư ợ ng của chất.
VR:lư u lư ợ ng khí ở đầ u ra.
V0:lư u lư ợ ng khí ở đầ u vào
Hiệ u suấ t củ a quá trình phụ thuộ c rấ t lớ n vào : nhiệ t độ khí đầ u vào thiế t bị, ở
nhiệ t độ từ 5-10oC thì hiệ u suấ t xử lý là 90-99%. Kỹ thuậ t ngư ng tụ nhìn chung ít hiệ u
quả hơ n kỹ thuậ t xử lý khác, thiế t bị ngư ng tụ thư ờ ng đư ợ c kế t hợ p vớ i nhiề u công
nghệ xử lý khác nhau để tăng hiệ u quả xử lý.
8. Thiết bị ngư ng tụ :
8.1. Thiết bị ngư ng tụ gián tiếp:
Ư u điể m:
Trong thiế t bị tác nhân ngư ng tụ và hỗ n hợ p khí đi tách biệ t nhau, nên tác nhân
ngư ng tụ tuầ n hoàn liên tụ c không ả nh hư ở ng đế n quá trình và ít bị hao hụ t, tổ n thấ t.
Vì khí thải và tác nhân làm lạ nh đi riêng biệ t nhau nên khí thả i sẽ ngư ng tụ trên
bề mặ t trao đổ i nhiệ t, khi lư ợ ng ngư ng tụ lớ n sẽ tạ o thành dòng chả y và dễ dàng thu hồ i
lạ i đư ợ c. Chấ t ô nhiễ m ở dạ ng lỏ ng có nồ ng độ , đậ m đặ c và độ tinh khiế t cao đư ợ c tậ n
dụ ng để sả n xuấ t mộ t số nguyên liệ u.
Như ợ c điể m
Do có bề mặ t ngăn cách giữ a hai dòng nên rấ t tổ n hao ngăn lư ợ ng để làm làm
ngư ng tụ dòng khí thả i.
Hiệ u quả ngư ng tụ phụ thuộ c rấ t nhiề u vào diệ n tích bề mặ t trao đổ i nhiệ t nên
cầ n nhiề u năng lư ợ ng để vậ n hành.
8.1.1. Công nghệ
8.1.1.1. Bình ngư ng ố ng chùm nằ m ngang
Cấ u tạ o
Bình ngư ng có thân hình trụ nằ m ngang làm từ vậ t liệ u thépCT3, bên trong là
các ố ng trao đổ i nhiệ t bằ ng thép áp lự c C20,các ố ng trao đổ i nhiệ t đư ợ c hàn kín vào hai
mặ t sàng hai đầ u. Để có thể hàn các ố ng trao đổ i nhiệ t vào mặ t sàng, nó phả i có độ dày
khá lớ n từ 20 đế n 30 mm.
Hai đầ u thân bình là các nắ p bình. Các nắ p bình đư ợ c gắ n vào thân bằ ng bulông.
Khi lắ p đặ t cầ n lư u ý hai đầ u bình ngư ng có khoả ng hở cầ n thiế t để vệ sinh bề mặ t bên
trong các ố ng trao đổ i nhiệ t.
Trên thân bình ngư ờ i ta tiế n hành chia vách ngăn vớ i mụ c đích là tuầ n hoàn
nhiề u lầ n nhằ m tăng thờ i gian tiế p xúc củ a nư ớ c và môi chấ t; tăng tố c độ chuyể n độ ng
củ a nư ớ c trong các ố ng trao đổ i nhiệ t nhằ m nâng cao hệ số tỏ a nhiệ t. Cứ 1 lầ n nư ớ c
chuyể n độ ng từ đầ u này đế n đầ u kia củ a bình thì gọ i là mộ t pass. Ví dụ bình ngư ng 4
pass, là bình có nư ớ c chuyể n độ ng qua lạ i 4 lầ n.
1. Nắp bình
2. Ống xảkhí không
ngư ng
3. Ống cân bằng
4. Ố ng trao đổ i nhiệt
5. Ống khí vào
6. Ống lắp van an toàn
7. Ống lắp áp kế
8. Ống xảkhí củ a nư ớ c
9. Ố ng nư ớ c ra
10. Ố ng nư ớ c vào
11. Ống xảcặn
12. Ống lỏng vềbình
ngư ng