ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI TẬP LỚN
TRUYỀN NHIỆT TRUYỀN KHỐI
CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU THIẾT BỊ HẤP THỤ LOẠI ĐĨA
LỚP: L03 NHÓM: 04
HK211
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Bùi Thị Thảo Nguyên

STT

MSSV

HỌ VÀ TÊN

1

1912186

Võ Nguyễn Đông Thức

2

1913213

Nguyễn Thị Thu Hà

3

1915007

Nguyễn Quốc Tài

4

1912712

Nguyễn Thị Ngọc Bích

5

1912248

Nguyễn Thị Thùy Trang

ĐIỂM BTL

Thành phố Hồ Chí Minh - 2021

GHI CHÚ
Nhóm trưởng


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
BK

k

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
STT

1
2
3

MSSV
191218
6
191321
3
191500
7

4

191271
2

5

8

191224

HỌ VÀ TÊN

NHIỆM VỤ ĐƯỢC GIAO

GHI
CHÚ


Võ Nguyễn Đông Thức

Chương 3: Ứng dụng thực tiễn
thiết bị hấp thụ loại tháp đĩa

Nhóm
trưởng

Nguyễn Thị Thu Hà

Chương 1: Giới thiệu về thiết bị
hấp thụ loại tháp đĩa

Nguyễn Quốc Tài

Chương 2: Ưu khuyết điểm của
thiết bị hấp thụ

Nguyễn Thị Ngọc Bích

Mở đầu + Tổng kết

Nguyễn Thị Thùy Trang

Chương 2: Nguyên lý hoạt động
+ Tổng hợp bài làm word

2



Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

MỤC LỤC

3


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Khái qt
Q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đã góp phần làm cho kinh tế các nước
trên thế giới phát triển và cùng nhau hòa nhập để phát triển các quốc gia trên thế giới.
Với mục tiêu đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã vơ tình lãng qn đi nhiệm
vụ quan trọng nhất vẫn là bảo vệ bầu khơng khí. Chính bởi sự đẩy mạnh khai thác các
nguồn công nghệ hiện đại đã dẫn đến hậu quả luôn khiến mọi quốc gia trên thế giới
cần phải cảnh giác - đó chính là vấn đề “Ơ nhiễm mơi trường”. Ơ nhiễm khơng khí có
từ các cơng trình, hoạt cộng công nghiệp ở các quốc gia trên thế giới, trong những
năm gần đây ơ nhiễm khơng khí đang là vấn đề cần được quan tâm không chỉ của nhà
nước mà cịn là của tồn xã hội vì nó đã đến mức đỏ nguy cấp, đáng báo động.
Trong quy trình, quá trình sản xuất. hoạt động thì khí thải từ các nhà máy, xưởng
sản xuất khí đốt từ các loại chất thải có chứa rất nhiều các thành phần độc hại như khí
CFCs, HCFCs, CO, H2S, HCL, SO2, HF, tro, bụi và nhiều loại khí thải khác. Tuy
nhiên các loại khí này gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe cũng như đời sống của con
người, gây ơ nhiễm bầu khí quyển, làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vật
nuôi, cây trồng. Chính vì vậy việc trang bị một hệ thống xử lý khí thải là điều cần thiết
để đảm bảo cho các lò đốt chất thải, các nhà xưởng sản xuất khơng gây ơ nhiễm bầu
khơng khí.
Hệ thống xử lý khí thải có thể sử dụng phương pháp hấp thụ. Trong phương
pháp hấp thụ có thể sử dụng chất hấp thụ tái sinh và chất hấp thụ không tái sinh. Tuy

nhiên, việc sử dụng chất hấp thụ tái sinh tiết kiệm được các hóa chất, đồng thời thu
được các chất khí ơ nhiễm dùng cho những cơng việc khác. Thiết bị hấp thụ là thiết bị
được thiết kế, chế tạo sao cho hiệu suất là cao nhất. Thiết bị tháp xử lý khí thải đã
được ứng dụng phổ biến trong các quy trình xử lý khí thải, có thể kể đến: tháp hấp
thụ, tháp gia nhiệt. Trong quá trình xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ, nhiều
loại tháp được ưa chuộng và mang lại hiệu quả tốt nhất - cho chỉ số chất lượng không

4


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

khí sau xử lý chất thải đạt chuẩn. Trong đó ta phải nói đến loại tháp đĩa,
tháp
đĩa
ứng
dụng nhiều trong cơng nghệ hóa học và thực phẩm. Tháp đĩa có nhiều loại:
tháp
đĩa
sủi bọt, tháp đĩa lỗ và nhiều phương pháp khác. Để hiểu rõ hơn về quy trình xử
lý
khí
thải bài báo cáo này sẽ giúp hiểu sâu hơn về loại tháp hấp thụ dạng đĩa

2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết bị hấp thụ loại tháp đĩa
Tìm hiểu về khái niệm, cấu tạo, công dụng, nguyên lý hoạt động, các ưu nhược
điểm và ứng dụng của thiết bị hấp thụ loại tháp đĩa.
3. Kết cấu nội dung
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo bài tiểu luận gồm 3 phần nội

dung chính:
1. Giới thiệu về thiết bị hấp thụ
2. Thiết bị hấp thụ loại tháp đĩa
3. Ứng dụng thực tiễn của thiết bị hấp thụ loại tháp đĩa

5


PHẦN NỘI DUNG
1. Giới thiệu về thiết bị hấp thụ
1.1 Hấp thụ là gì ?
Trong cơng nghiệp hóa chất có rất nhiều nguyên liệu dạng khí được dùng, cũng
như nhiều sản phẩm thu được ở dạng khí. Muốn tiếp tục gia cơng chế biến các hỗn
hợp khí, ta phải tách chúng thành từng cấu tử riêng biệt. Ví dụ sau khi khí hóa than ta
thu được hỗn hợp khí gồm N2, H2, H2S, CO, CO2, ...
Muốn sử dụng hỗn hợp khí này vào mục đích tổng hợp NH 3 để sản xuất ure, ta
phải tách riêng từng cấu tử ra. Hoặc quá trình hấp thụ tách butadien, acetylen trong
phân đoạn hydrocacbon C4 trong q trình chế biến khí.
Có 3 phương pháp tách hỗn hợp khí:
1. Phương pháp tách hút
Phương pháp hút được hiểu là sự tiếp nhận của chất này vào một chất khác qua
bề mặt phân pha của chúng.
2. Phương pháp hóa lý
Phương pháp hóa lý tiến hành qua khí hóa lỏng (dựa vào nhiệt độ sơi khác nhau).
3. Phương pháp hóa học
Phương pháp hóa học (dựa vào phản ứng hóa học) sẽ được nghiên cứu ở phần
sau.
Nếu dùng chất lỏng để hút thì ta gọi là hấp thụ, cịn dùng chất rắn để hút thì gọi
là hấp phụ.
Như vậy q trình hấp thụ là q trình hút khí bằng chất lỏng. Khí được hút gọi

là chất bị hấp thụ, chất lỏng dùng để hút gọi là dung môi (hay chất hấp thụ), khí khơng
bị hấp thụ gọi là khí trơ.
Q trình hấp thụ được dùng để:
- Thu hồi các cấu tử quý
- Làm sạch khí


- Tách hỗn hợp khí thành từng cấu tử riêng biệt
Trong trường hợp thứ nhất và thứ ba bắt buộc phải tiến hành quá trình nhã để
tách các cấu tử được hấp thụ ra khỏi dung môi và tái tạo lại dung mơi. Để thực hiện
q trình nhã có thể dùng các phương pháp như đun nóng hay tiến hành quá trình ở áp
suất thấp.
Quá trình hấp thụ được thực hiện tốt hay xấu phần lớn do tính chất của dung mơi
quyết định. Một dung mơi tốt cho q trình hấp thụ cần:
- Có tính hịa tan chọn lọc (có ái lực với khí cần hấp thụ), nghĩa là chỉ hòa tan với
một cấu tử, còn các cấu tử khác khơng có khả năng hịa tan hoặc hịa tan ít
- Độ nhớt của dung môi phải bé, để giảm trở lực và tăng hệ số chuyển khối
- Nhiệt dung riêng bé, để tiết kiệm nhiệt năng khi hoàn nguyên dung mơi
- Có nhiệt độ sơi khác xa nhiệt độ sơi của cấu tử hòa tan, để dễ dàng phân riêng
chúng khi tách (chưng luyện chẳng hạn)
- Có nhiệt độ đóng rắn thấp, để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc, nghẽn thiết bị.
- Khơng tạo thành kết tủa khi hịa tan, để tắc thiết bị và dễ thu hồi
- Ít bay hơi để tránh tổn thất
- Rẻ tiền, không độc, khơng gây ăn mịn thiết bị
Tuy nhiên, trong thực tế khơng có dung mơi nào đạt được các tiêu chuẩn đã
nêu. Vì vậy, khi chọn lựa dung mơi cần phải dựa vào những điều kiện cụ thể của sản
xuất, nhưng điều kiện thứ nhất không thể thiếu được.
1.2 Cơ sở vật lý của q trình hấp thụ
Độ hịa tan của khí trong lỏng
Độ hịa tan của khí trong lỏng là lượng khí hịa tan trong một đơn vị chất lỏng,

được biểu thị bằng kg/kg; kg/m3 ; g/l; lít khí hịa tan/lít chất lỏng.
Độ hịa tan của khí trong lỏng phụ thuộc vào tính chất của khí và của chất lỏng,
phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, áp suất riêng phần của khí trong hỗn hợp khí.
Muốn tính tốn được q trình hấp thụ cần phải biết độ hịa tan của khí vào trong
lỏng hay nói một cách khác là phải biết mối quan hệ phụ thuộc giữa nồng độ khí ở
trong hỗn hợp khí và trong lỏng.


Khí hịa tan trong lỏng sẽ tạo thành hỗn hợp hai cấu tử, có hai thành phần và hai
pha. Theo qui tắc Gibbs: C = 2 - 2 + 2 = 2, được coi như hỗn hợp lỏng có hai thành
phần. Cân bằng được xác định bởi áp suất, nhiệt độ và nồng độ. Nếu nhiệt độ khơng
đổi, thì độ hòa tan phụ thuộc vào áp suất. Sự phụ thuộc này tuân theo định luật HenryDalton:
y*=m.x
Đối với khí lý tưởng, m là hằng số, dùng để biểu diễn mối quan hệ y* = f(x) là
đường thẳng
Đối với khí thực, m phụ thuộc vào x, nên đường cân bằng là đường cong. Hằng
số cân bằng được tính
£
m
=P
Khi tính tốn q trình hấp thụ, người ta thường dùng nồng độ phần mol tương
đối Y, X và
V~1+Y ~1+X
y

Y

■Y-

X


;x

Do đó:
Y

=
mX
1 +(1-m) X

Như vậy, quan hệ cân bằng tính theo nồng độ phần mol tương đối ln ln là
một đường cong
Phương trình đường nồng độ làm việc của quá trình hấp thụ
Phương trình đường làm việc của quá trình hấp thụ được lập trên cơ sở của lý
thuyết hai lớp mảng. Đó là lớp màng ngăn cách giữa pha lỏng và khí. Qua lớp màng
khí, khí trong hỗn hợp sẽ khuếch tán vào pha lỏng
Khi cân bằng vật liệu, thường người ta cho trước hỗn hợp khí, nồng độ đầu và
nồng cuối của khí bị hấp thụ trong các pha
Ta có:
Gy: Lượng hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ, kmol/h
Yđ: nồng độ đầu của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ
Yc: nồng độ cuối của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ


Gx: lượng dung môi vào thiết bị hấp thụ, kmol/h
Xđ: nồng độ đầu của dung môi, kmol/kmol dung môi
Xc: nồng độ cuối của dung mơi, kmol/dung mơi
Gtr: lượng khí trơ, kmol/h.
Gtr: Lượng khí trơ, kmol/h


Lượng khí trơ được xác định theo cơng thức:
1

(1-

=G

G= ’ Ĩ+Ỹd '
G

y)

Phương trình cân bằng vật liệu trong tháp hấp thụ:
G,r.(Yd-Yc Ị=GX. (Xc - Xd)

Lượng dung môi cần thiết:
,

, (Yd-YcL Kmol
=Gtâ-X)1 h )

Gx

Lượng dung môi tối thiểu cần dùng cho quá trình hấp thụ được xác định khi mà
nồng độ cuối của dung môi đạt đến nồng độ cân bằng, nghĩa là:
G
G

— G (Yd-Yc) (Kmol)
xmin Gtr / V


(

-

V

\ ( !_ )

cb,d Xd)

X

h

với Xcb,đ: nồng độ cân bằng ứng với nồng độ đầu của hỗn hợp khí
Trong q trình hấp thụ, lượng dung mơi thực tế ln lớn hơn lượng dung môi
tối thiểu, thường lớn hơn 20%. Nếu tính lượng dung mơi theo 1kg khí trơ, có lượng
dung môi tiêu hao riêng:
= Gx _(Yd-Yc) (Kmol)
G,r (Xc - Xd Ỷ h 1

Nếu biểu diễn phương trình cân bằng vật liệu ở tiết diện bất kỳ, ta có:
G„.(Yd-Y.)=Gx.( Xi: - Xd)

^Rút ra: Y = % + Y- ^Xd
G

G


tr

tr

Hoặc Y=AX + B
Trong đó: A=G^X;B = Yc- Xd: hằng số
Gx

G

tr

G

tr


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
I BK

-> Đường nồng độ làm việc của quá trình hấp thụ. Nếu biểu diễn trên đồ thị Y-X là
đường thẳng có hệ số góc tga = A, và cắt trục tung tại B.
Ảnh hưởng của lượng dung mơi đến q trình hấp thụ
Để xem xét vai trị của dung mơi trong hấp thụ, ta dựa vào phương trình truyền
chất chung và phương trình đường nồng độ làm việc
Theo phương trình chuyển khối chung:
G = k Y.F .Ytb
Trong điều kiện nhất định G là lượng khí bị hấp thụ khơng đổi và hệ số truyền
chất ky khơng đổi. Do đó bề mặt tiếp xúc pha F chỉ được thay đổi tương ứng với sự
thay đổi AYtb sao cho tích số F*AYtb là khơng đổi. Bề mặt F thay đổi, tức kích thước

thiết bị thay đổi, lớn khi F tăng và nhỏ khi F giảm.
Khi Yđ, Yc và Xđ cố định, thì nồng cuối dung mơi được quyết định theo động
lực trung bình AYtb , tức là điểm cuối của đường làm việc AB. Điểm cuối của đường
làm việc chỉ được dịch chuyển từ A đến A4. Đường làm việc BA4 cắt đường cân
bằng, lúc này động lực trung bình nhỏ nhất. Đường BA gần với trục tung, nên động
lực trung bình là lớn nhất.
A

1
0


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

1
1


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

1
2


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

1
3



Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

Từ phương trình Henry ta thấy khi nhiệt độ tăng thì hệ số Henry tăng, đường cân
bằng sẽ dịch chuyển về phía trục tung. Vì vậy, nếu đường nồng độ làm việc AB khơng
đổi thì động lực trung bình giảm, do đó cường độ truyền chất cũng giảm theo. Nếu
tiếp tục tăng nhiệt độ, ví dụ đến t 3 thì khơng những động lực trung bình giảm mà ngay
cả q trình cũng khơng thể thực hiện được (vì đường cân bằng và đường làm việc cắt
nhau, nên không thể đạt được nồng độ cuối X c). Đó là sự ảnh hưởng xấu của nhiệt độ.
Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm (có lợi với trường hợp trở
lực chủ yếu trong pha lỏng), vận tốc khí tăng, cường độ truyền chất cũng tăng theo.
Đó là sự ảnh hưởng tốt của nhiệt độ.
Trong trường hợp tăng áp suất, ta thấy hệ số cân bằng m = -^ sẽ giảm, do đó
dường cân bằng sẽ dịch chuyển dần về phía trục hồnh, tức động lực trung bình sẽ
tăng, q trình truyền chất sẽ tốt hơn. Nhưng sự tăng áp suất luôn ln kèm theo sự
tăng nhiệt độ, nên nó cũng gây ảnh hưởng xấu đến quá trình hấp thụ. Mặt khác, tăng
áp suất cũng gây khó khăn về mặt thiết bị. Do vậy, chỉ sử dụng quá trình hấp thụ ở áp
cao đối với những khí khó hịa tan, ví dụ hấp thụ CO 2 bằng nước tiến hành ở áp suất
khoảng 17at, hoặc thu hồi CO ở áp suất 120at.
1.3 Thiết bị hấp thụ
- Trong sản xuất người ta dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để thực hiện quá
trình hấp thụ. Tuy nhiên, chúng có cùng chung yêu cầu cơ bản là có bề mặt tiếp xúc
lớn để tăng hiệu suất của quá trình. Các thiết bị thường dùng trong sản xuất là:
• Thiết bị loại bề mặt
•

Thiết bị loại màng

•

Thiết bị loại phun


•

Thiết bị loại đệm (tháp đệm)

•

Thiết bị loại đĩa (tháp đĩa)

- Trong tháp đĩa, chất lỏng đi từ trên xuống, cịn khí đi từ dưới lên. Chúng tiếp
xúc và trao đổi chất với nhau tại mỗi bậc (đĩa), khác với tháp đệm là hai pha lỏng và
hơi tiếp xúc nhau liên tục trên toàn bộ tháp. So với tháp đệm thì tháp đĩa phức tạp hơn

1
4


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
I BK

1
5


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
I BK

Tháp đĩa không có ống chảy chuyền: khí và lỏng cũng chảy 1 lỗ trên đĩa, do
đó khơng có hiện tượng giảm chiều cao chất lỏng trên đĩa như các loại tháp có ống
chảy chuyền. Có nhiều loại tháp đĩa khơng có ống chảy chuyền nhưng chủ yếu có 2

loại: đĩa lỗ và đĩa rãnh.

Hình 2.2: Tháp đĩa khơng có ống chảy chuyền
2.2 Cấu tạo
Tháp đĩa bao gồm một vỏ đứng hình trụ thẳng đứng, bên trong đó có các tấm
ngăn (đĩa) cách nhau một khoảng nhất định. Trên mỗi đĩa hai pha chuyển động ngược
hoặc cheo chiều: lỏng đi từ trên xuống hoặc đi ngang; khí, hơi đi theo chiều từ dưới
lên hoặc xuyên qua chất lỏng chảy ngang.
2.2.1 Tháp đĩa có ống chảy chuyền
Tháp đĩa có ống chảy chuyền bao gồm tháp đĩa, chóp, lỗ, xupap, lưới,... Trên
đĩa có cấu tạo đặc biệt để lỏng đi từ đĩa trên xuống đĩa dưới theo đường riêng gọi là
ống chảy chuyền, đĩa cuối cùng ống chảy chuyền ngập sâu trong khối chất lỏng đáy
tháp tạo thành van thủy lực ngăn khơng cho khí ( hơi hay lỏng) đi theo ống lên đĩa
trên.

1
6


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
I BK

Pha khí (hơi hay lỏng) xuyên qua các lỗ, khe chóp, khe lưới, hay khe xupap sục
vào pha lỏng trên đĩa. Để phân phối đều chất lỏng người ta dùng tấm ngăn điều chỉnh
chiều cao mức chất lỏng trên đĩa.

Hình 2.3: Tháp đĩa có ống chảy chuyền
Chú thích:
5.
6.

7.
8.

Đĩa 1. Đáy thiết bị
Ơng cấp
chấptuần
lỏng/chất
2. Bơm
hồn/ hấp
bơmthụ
cấp
Bộ phận
táchcấp
ẩm khí thải
3. Ơng
Đỉnh chóp
4. Thân thiết bị

1
7


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

2.2.2 Tháp đĩa không có ống chảy chuyền
Tháp có cấu tạo hình trụ, bên trong đặt các đĩa cách nhau một khoảng cách nhất
định. Trong tháp, hai pha lỏng và khí chuyển động ngược chiều nhau: khí đi từ dưới
lên, lỏng đi từ trên xuống. Khí và lỏng cùng chảy qua một lỗ trên đĩa, trong tháp
khơng có hiện thượng giảm chiều cao chất lỏng trên đĩa.
Đĩa được cấu tạo bởi các ngăn và tấm phẳng, trên đĩa có nhiều lỗ trịn được bố trí

đều. Lỗ có đường kính từ 2-8mm phụ thuộc vào chất lỏng. Tiết diện tự do của đĩa
được lấy bằng 10 - 30% diện tích đĩa, tùy thuộc vào chất lỏng sạch (10%) hay bẩn
(30%).

Hình 2.4: Tháp đĩa khơng có ống chảy chuyền
Chú thích:
5.
6.
7.
8.

Đĩa
1. Đáy thiết bị
Ơng
cấptuần
chấphồn/
lỏng/chất
2. Bơm
bơm hấp
cấp thụ
Bộ
phậncấp
tách
3. Ơng
khíẩm
thải
Đỉnh
chóp
4. Thân
thiết bị


1
8


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

2.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị hấp thụ loại đĩa
2.3.1 Đối với tháp đĩa có ống chảy chuyền
Tháp đĩa chóp
Sự chuyển động của chất lỏng từ đĩa này qua đĩa khác nhờ ống chảy chuyền, khí
đi từ dưới lên qua ống hơi rồi xuyên qua các rãnh của chóp và sục vào lớp chất lỏng
trên đĩa. Hiệu quả của quá trình sục khí phụ thuộc nhiều vào vận tốc khí.
Nếu vận tốc khí bé thì khả năng sục khí kém, nhưng nếu vận tốc khí quá lớn sẽ
làm bắn chất lỏng hoặc cuốn chất lỏng theo. Hiện tượng bắn chất lỏng tất nhiên còn
phụ thuộc nhiều yếu tố khác nữa như khoảng cách giữa các đĩa, khoảng cách giữa các
chóp, khối lượng riêng, cấu tạo và kích thước của chóp và của ống chảy chuyền.

Hình 2.5: Tháp đĩa chóp
Chú thích: 1: ống chảy chuyền; 2: ống hơi; 3: đĩa; 4: tháp tròn
Tháp đĩa lưới (đĩa lỗ)
Tháp đĩa lưới hình trụ, bên trong có nhiều đĩa, có nhiều lỗ trịn, hoặc rãnh.
Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chảy chuyền.
Khi đi từ dưới lên qua các lỗ hoặc rãnh trên đĩa.

1
9


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

BK h

Tổng tiết diện của lỗ hay rãnh chiếm từ 8 ^ 15 % tiết diện tháp.
Đường kính lỗ từ 3 +• 8 mm.
Đĩa được lắp cân bằng, cũng có thể lắp đĩa xiên một góc với độ dốc 1/45 - 1/50.
Đối với tháp q lớn, có đường kính D > 2,4 m, loại đĩa lỗ ít được dùng, vì ở
đường kính này chất lỏng không đều trên mặt đĩa.
Tùy thuộc vào vận tốc của dịng khí, trong tháp đĩa lưới có các chuyển động sau
đây:
- Ở vận tốc khí bé, khí qua lỏng ở dạng từng bong bóng riêng lẻ, nên tháp làm việc
ở chế độ sủi bong bóng. Lúc này chất lỏng vừa đi qua ống chảy chuyền vừa cùng bọt
qua lỗ đĩa.
- Nếu tăng vận tốc khí lên thì khí đi qua lỏng thành từng tia liên tục. Khi đó tháp
làm việc ở chế độ dịng, chất lỏng khơng lọt qua lỗ đĩa được. Ở chế độ này tháp làm
việc đều đặn
- Tiếp tục tăng vận tốc khí lên nữa, tháp chuyển sang chế độ bọt, tức khí hịa tan
với lỏng thành bọt. Lúc này lớp chất lỏng trên đĩa không cịn nữa, mà chỉ có bọt linh
động và xốy mạnh. Vì vậy, ở chế độ này đĩa làm việc tốt nhất. Nếu tiếp tục tăng vận
tốc lên, trong tháp sẽ có hiện tượng bắn chất lỏng
Đối với loại tháp này thường người ta cho tháp làm việc ở chế độ dịng hoặc bọt.
Vận tốc làm việc của khí được xác định theo cơng thức:
w = 8,5.10 5Ị (m/s)
’ Py
p

Trong đó, hệ số C được tính:
C = 1,2.C1 - 4.(Vx-35)
Với Vx: lượng chất lỏng chảy qua 1m chiều dài ống chảy chuyền (m3/mh)
Cr. hệ số được xác định qua đồ thi, phụ thuộc vào khoảng cách giữa các đĩa.


2
0


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

Tùy thuộc vào tính chất của chất lỏng mà chọn đường kính của đĩa lỗ. Đối với
chất lỏng sạch, đường kính lỗ được chon từ 2 - 6 mm (thường chọn từ 4 - 5 mm). Đối
với chất lỏng bẩn, đường kính từ 8 - 11 mm. Bước của lỗ từ (2,5 - 6) đường kính lỗ,
chiều dày của đĩa lấy từ (0,5 - 0,8) đường kính lỗ.

Hình 2.6: Tháp đĩa lưới
Tháp đĩa xupap
Tháp đĩa xupap là đĩa có lỗ nâng hạ để điều chỉnh độ đóng mở của lỗ trên đĩa,
nên nó có tính trung gian giữa đĩa chóp và lưới.

2
1


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

Hình 2.7: Tháp đĩa xupap

Đĩa xupap được chia thành 2 dạng: bản chữ nhật và trịn
Xupap loại bản: có chiều rộng 25 mm, chiều dài 120 - 150 mm, đường kính lỗ
đĩa 10 - 15 mm. Xupap bản được nâng đều toàn bộ chỉ ở vận tốc cho phép (đủ lớn),
còn ở vận tốc bé chỉ có đầu nhẹ được nâng lên.
Xupap trịn: có đường kính 50 mm, lỗ đĩa có đường kính 10 - 40 mm, độ dịch
chuyển lên xuống là 7 mm. Trong quá trình làm việc được nâng lên đều đặn, nhiều

hay ít phụ thuộc vào vận tốc khí lớn hay nhỏ.
Xupap làm việc đều hay không tùy thuộc vào vận tốc của khí và lỏng.
Khi vận tốc bé thì xupap chỉ được nâng lên từng lúc một, khi qua lỏng ở dạng
bong bóng.
Nếu tăng vận tốc lên, thì các xupap nhẹ làm việc, còn các xupap nặng hơn vẫn
chưa làm việc cho đến khi vận tốc khí đủ lớn.
Nếu tiết diện tự do của đĩa căng lớn, xupap càng nặng, thì vận tốc cần thiết của
khí để tháp làm việc đều đặn càng lớn.
Vận tốc làm việc của khí trong tháp:
w2

Py
Py
9dtdFtdpx \ỊIXI

p6

\0.25
G

y

ípyỉ
' PJ

Với Gx, Gy: lưu lượng lỏng và khí (kg/h)
Px,Py: khối lượng riêng của lỏng và khí (kg/m3)
Pn,

py:


độ

nhớt

của

nước

và

lỏng

w: vận tốc làm việc của khí trong tháp (m/s)

2
2

(N.s/m 2)

(nước

lấy

ở

20’C)


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM


Tháp đĩa song hình chữ S
Loại này được sử dụng nhiều trong công nghệ hóa chất và dầu khí. Đĩa gồm
nhiều tấm uốn hình chữ S ghép liền nhau tạo thành chóp rãnh.
Ở vận tốc khí nhỏ, chất lỏng chảy qua rãnh chiếm phần không gian của hơi, tháp
làm việc kém ổn định.
Nếu tăng vận tốc khí q lớn, thì chất lỏng bị chấn động, nên tháp làm việc cũng
kém bền vững.
Nên tháp đĩa S chỉ làm việc ổn định ở giới hạn rất hẹp của vận tốc khí, lưu lượng
lỏng càng lớn, khả năng kém bền vững càng cao.
Vận tốc khí được xác định theo cơng thức:
w = 8,5.10 5Ị
Py

ppy

(m/s)

Trong đó, hệ số C được tính:
C = 1.C1 - 4.(Vx-35)
Với Vx: lượng chất lỏng chảy qua 1m chiều dài ống chảy chuyền (m3/mh)
Cr. hệ số được xác định qua đồ thi, phụ thuộc vào khoảng cách giữa các đĩa.
Lịng

Hình 2.8: Tháp đĩa hình chữ S

2
3



Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

2.3.2 Đối với tháp đĩa khơng có ống chảy chuyền
Khí và lỏng cùng chảy qua một lỗ trên đĩa, vì vậy khơng có hiện tượng giảm
chiều cao chất lỏng trên đĩa như trong các tháp có ống chảy chuyền, và tất cả bề mặt
đĩa đều làm việc, nên hiệu quả của đĩa cao hơn, nên những năm gần đây loại tháp này
được sử dụng rộng rãi.
Tháp khơng có ống chảy chuyền có nhiều loại khác nhau.
Chế độ làm việc theo có 4 chế độ thủy động:
- Chế độ thấm ướt đĩa: ở chế độ này vận tốc khí bé, nên khí và lỏng khơng đi qua
cùng một lỗ. Vì vậy, chúng tiếp xúc nhau trên màng chất lỏng.
- Chế độ sủi bọt: khi tang vận tốc khí đến giới hạn nào đó, trên đĩa ngồi chất
lỏng cịn có bọt.
- Chế độ huyền phù: nếu tiếp tục tăng vận tốc khí lên nữa, thì chất lỏng trên đĩa
khơng cịn nữa mà chỉ cịn bọt, lớp bọt xốy mạnh.
- Chế độ sóng: vận tốc khí tăng lên giới hạn cao thì xuất hiện các tia khí, gây
chấn động, trở lực của đĩa tăng nhanh. Cuối chế độ này nếu tiếp tục tăng vận tốc khí
lên sẽ có hiện tượng chất lỏng bị cuốn theo và khơng chảy xuống đĩa dưới được.
Trong thực tế, tháp làm việc tốt nhất ở chế độ sủi bọt và chế độ huyền phù.

2
4


Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM
BK h

Hình 2.9: Tháp đĩa
khơng có ống chảy chuyền
2.4 Ưu điểm và khuyết điểm của thiết bị hấp thụ

2.4.1 Tháp hấp thụ dạng đĩa có ống chảy chuyền
Ưu điểm :
Cấu tạo đơn giản.
Cơng nghệ tiên tiến, hiệu quả làm việc cao.
Tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí vận hành thấp.
Chất hấp thụ có giá thành rẻ, dễ kiếm.
Gia cơng nhanh chóng theo u cầu, thiết kế có sẵn.
Khuyết điểm :
Yêu cầu lắp đặt cao, chiếm nhiều diện tích
Tốn năng lượng
Tháp đĩa có khả năng sục kém khi vận tốc khí bé nhưng nếu vận tốc quá lớn sẽ
làm bắn chất lỏng hoặc cuốn chất lỏng theo.
Tháp đĩa lỗ có đường kính D>2,4m ít được sử dụng vì đường kính chất lỏng
khơng đều.
Tháp đĩa S làm việc kém bền vững khi lưu lượng lỏng q lớn.
2.4.2 Tháp hấp thụ dạng đĩa khơng có ống chảy chuyền
Ưu điểm :
Cấu tạo đơn giản.
Trở lực tháp tương đối thấp, hiệu suất tách cao
Công nghệ tiên tiến, hiệu quả làm việc cao vì tất cả bề mặt đều làm việc.
Tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí vận hành thấp.

2
5