Mô phỏng công nghệ hóa học và dầu khí - Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt

áp suất khí quyển tiến hành trong thiết bị một nồi. - Cô đặc nhiều nồi, hơi thứ của nồi trước dùng làm hơi đốt cho nồi sau. áp suất làm việc của nồi sau phải nhỏ hơn của nồi trước để tạo ra hiệu số nhiệt độ giữa hơi thứ nồi trước và nhiệt độ sôi của nồi sau, nghĩa là thiết lập động lực của quá trình. o Nhiệt hòa tan: - Quá trình thu nhiệt của dung môi để phá vỡ mạng lưới tinh thể của chất tan - Quá trình hydrat hóa /Solvat hóa là quá trình tỏa nhiệt - Nhiệt hòa tan là tổng hợp của hai loại nhiệt trên o Nhiệt độ sôi của dung dịch: - Phụ thuộc: tính chất dung môi, chất tan, nồng độ chất tan - Nhiệt độ sôi dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất cùng một áp suất 3.2. Cô đặc một nồi Cô đặc một nồi chỉ dùng khi năng suất thấp và khi không dùng hơi thứ làm chất tải nhiệt để đun nóng. Sơ đồ cô đặc một nồi: 32 3.3. Cô đặc nhiều nồi Cô đặc nhiều nồi quá trình sử dụng hơi thứ thay hơi đốt, có ý nghĩa cao về mặt sử dụng nhiệt. Nguyên tắc: Nồi thứ nhất, dung dịch được đun bằng hơi đốt; hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai. Hơi thứ của nồi thứ hai được đưa vào nồi thứ ba v. v., hơi thứ của nồi cuối cùng được đưa vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi dung môi được bốc hơi một phần, nồng độ của dung dịch tăng dần lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi: có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi (phải có chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi). Thông thường, nồi đầu làm việc ở áp suất dư, nồi cuối cùng làm việc ở áp suất chân không. Cô đặc nhiều nồi có hiệu quả kinh tế cao về sử dụng hơi đốt so với một nồi o Sơ đồ cô đặc nhiều nồi xuôi chiều: Được dùng phổ biến Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi Nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau,dấn dến hiện tượng tự bốc hơi Khi dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch do đó cần phải tiêu tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch. Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, dẫn đến hệ số truyền nhiệt giảm từ nồi đầu đến nồi cuối. o Sơ đồ cô đặc nhiều nồi ngược chiều: Hơi di chuyển giống như trường hợp xuôi chiều Dung dịch đi vào nồi 3 và sản phẩm ra khỏi ở nồi 1 (áp suất nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó dung dịch không tự chảy từ nồi nọ sang nồi kia được mà phải dùng bơm để vận chuyển). 33 Khi cô đặc ngược chiều thì dung dịch có nhiệt độ cao nhất sẽ đi vào ở nồi đầu, ở đấy nhiệt độ lớn hơn nên độ nhớt không tăng nhiều (hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như không giảm nhiều) Lượng nước bốc hơi ở nồi cuối sẽ nhỏ hơn khi cô đặc xuôi chiều, do đó lượng nước dùng làm ngưng tụ hơi trong thiết bị ngưng tụ sẽ nhỏ hơn o Sơ đồ cô đặc nhiều nồi song song: Dung dịch đầu vào đồng thời ở các nồi. Sản phẩm cũng đồng thời lấy ra ở mỗi nồi. Chỉ dùng khi yêu cầu nồng độ của dung dịch không cao lắm, hoặc khi dung dịch cô đặc có kết tinh, vì khi đó dung dịch c kết tinh di chuyển từ nồi n sang nồi kia dễ làm tắc ống 3.4. Cấu tạo thiết bị cô đặc Các loại thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi được dùng phổ biến, gồm hai phần chính: - Bộ phận đun sôi dung dịch (phòng đốt) trong đó bố trí bề mặt truyền nhiệt để đun sôi dung dịch - Bộ phận bốc hơi (phòng bốc hơi) là một phòng trống, ở đây hơi thứ được tách khỏi hỗn hợp lỏng - hơi của dung dịch sôi (khác với thiết bị chỉ có phòng đốt). Có thể cấu tạo thêm bộ phận phân ly hơi - lỏng ở trong phòng bốc hơi hoặc ở trên ống dẫn hơi thứ, để thu hồi các hạt dung dịch bị hơi thứ mang theo với yêu cầu đơn giản, gọn, chắc, dễ chế tạo, sửa chữa, lắp ráp, các chi tiết phải quy chuẩn hoá, giá thành rẻ. Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị: chế độ làm việc ổn định, ít bám cặn, dễ làm sạch, dễ điều chỉnh và kiểm tra, cường độ truyền nhiệt lớn (hệ số truyền nhiệt K lớn). o Phân loại thiết bị: - Theo sự bố trí bề mặt truyền nhiệt: nằm ngang, thẳng đứng, loại nghiêng. - Theo cấu tạo bề mặt truyền nhiệt: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm. - Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng dòng điện, bằng khói lò, bằng hơi nước, bằng chất tải nhiệt đặc biệt. - Theo tính chất tuần hoàn của dung dịch: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức. 34 i) Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm Cấu tạo: Phần dưới của thiết bị là phòng đốt, có các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn tương đối lớn. Dung dịch ở trong ống còn hơi đốt đi vào khoảng trống phía ngoài ống. Nguyên tắc làm việc: Dung dịch trong ống truyền nhiệt sôi tạo thành hỗn hợp hơi - lỏng có khối lượng riêng giảm đi và bị đẩy từ dưới lên trên miệng ống Trong ống tuần hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt do đó lượng hơi tạo ra trong ống ít hơn,vì vậy khối lượng riêng của hỗn hợp hơi - lỏng ở đây lớn hơn trong ống truyền nhiệt, sẽ bị đẩy xuống dưới. Kết quả là trong thiết bị có chuyển động tuần hoàn tự nhiên từ dưới lên trong ống truyền nhiệt và từ trên xuống trong ống tuần hoàn Tốc độ tuần hoàn càng lớn thì hệ số cấp nhiệt phía dung dịch càng tăng và quá trình đóng cặn trên bề mặt truyền nhiệt cũng giảm. Tốc độ tuần hoàn thường không quá 1,5 m/s. Khi năng suất thiết bị lớn có thể thay ống tuần hoàn bằng vài ống có đường kính nhỏ hơn. Phía trên phòng đốt là phòng bốc hơi trong đó có bộ phận tách bọt dùng để tách các giọt lỏng do hơi thứ mang theo. Ưu điểm cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa và làm sạch, Nhược điểm tốc độ tuần hoàn bị giảm vì ống tuần hoàn cũng bị đun nóng ii) Thiết bị cô đặc phòng đốt treo Cấu tạo: Phòng đốt đặt ở giữa thiết bị, khoảng trống vành khăn ở giữa phòng đốt và vỏ đóng vai trò ống tuần hoàn, hơi đốt đi vào phòng theo ống.Phòng đốt có thể được lấy ra ngoài khi cần sửa chữa hoặc làm sạch. Ưu điểm: tốc độ tuần hoàn tốt hơn vì vỏ ngoài không bị đốt nóng. Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, kích thước lớn do có khoảng trống hình vành khăn. 35 iii) Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài  Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu đứng Nguyên tắc làm việc: Dung dịch đi vào phòng đốt được đun sôi tạo thành hỗn hợp lỏng đi qua ống vào phòng bốc hơi Hơi thứ được tách ra đi lên phía trên, dung dịch còn lại đi về phòng đốt theo ống tuần hoàn. Các ống truyền nhiệt có thể làm dài (đến 7m) nên cường độ tuần hoàn lớn, do đó cường độ bốc hơi lớn. Đôi khi ghép một vài phòng đốt vào một buồng bốc hơi để làm việc thay thế khi cần làm sạch và sửa chữa để đảm bảo quá trình làm việc liên tục.  Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài nằm ngang Nguyên tắc làm việc: Phòng đốt là thiết bị truyền nhiệt ống chữ U. Dung dịch ở nhánh dưới của ống truyền nhiệt chuyển động từ trái qua phải,còn ở nhánh trên từ phải qua trái. Phòng đốt được đặt trên một chiếc xe nhỏ và dễ dàng tách khỏi phòng bốc hơi để làm sạch và sửa chữa. Ưu điểm: cường độ tuần hoàn của dung dịch lớn hơn loại ống tuần hoàn ở giữa và phòng đốt treo. Dễ dàng tháo phòng đốt để sửa chữa và làm sạch. iv) Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức Nguyên tắc làm việc: Dung dịch dưa vào phòng đốt bằng bơm tuần hoàn. Dung dịch đặc đi ra ở phần dưới của phòng bốc hơi, còn phần chính chảy về ống do bơm tuần hoàn hút và trộn lẫn với dung dịch đầu đi vào phòng đốt. Tốc độ của dung dịch ttrong ống truyền nhiệt bằng 1,5 đến 3,5 m/s, do đó hệ số cấp nhiệt lớn hơn trong tuần hoàn tự nhiên tới 3 đến 4 lần. Có thể làm việc được ở điều kiện hiệu số nhiệt độ có ích nhỏ (3 - 50C) vì cường độ tuần hoàn không phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ mà phụ thuộc vào năng suất của bơm. 36 Ưu điểm: Tránh được hiện tượng bám cặn trên bề mặt truyền nhiệt. Có thể cô đặc những dung dịch có độ nhớt lớn mà tuần hoàn tự nhiên khó thực hiện. Nhược điểm: Tốn năng lượng để bơm. Thường ứng dụng khi cường độ bay hơi lớn. Tuần hoàn cưỡng bức có thể thực hiện ở những thiết bị khác nhau (phòng đốt ngoài, phòng đốt treo). v) Thiết bị cô đặc loại màng Nguyên tắc làm việc: Dung dịch chuyển động dọc theo bề mặt truyền nhiệt ở dạng màng mỏng từ dưới lên trên. sPhòng đốt là một thiết bị truyền nhiệt ống chùm dài 6 ÷ 9 m, hơi đốt đi vào phía ngoài ống, dung dịch vào ở đáy thiết bị. Khi sôi, hơi thứ chiếm hầu hết tiết diện của ống đi từ dưới lên với tốc độ rất lớn (~20 m/s) kéo theo màng chất lỏng ở bề mặt ống cùng đi lên, khi màng chất lỏng đi từ dưới lên tiếp tục bay hơi. Nồng độ dung dịch tăng lên dần đến miệng ống là đạt nồng độ cần thiết Ưu điểm: Thiết bị cô đặc loại màng có hệ số truyền nhiệt lớn khi có mức chất lỏng thích hợp. Nếu mức chất lỏng cao quá, hệ số truyền nhiệt sẽ giảm vì tốc độ chất lỏng giảm, ngược lại nếu mức chất lỏng quá thấp bề mặt truyền nhiệt của ống ở phía trên sẽ bị khô (vì dung dịch bốc hơi hết), mức chất lỏng thích hợp xác định bằng thực nghiệm. Áp suất thuỷ tĩnh nhỏ, do đó tổn thất thuỷ tĩnh ít. Nhược điểm: Khó làm sạch vì ống dài. Khó điều chỉnh khi áp suất hơi đốt và mực dung dịch thay đổi. Không thích hợp đối với dung dịch nhớt và dung dịch kết tinh. 37 vi) Thiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏng Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: Phòng đốt, phía trên phòng đốt là phòng sôi cao gần 3 mét. Phần trên phòng sôi đặt những tấm ngăn hình tròn đồng tâm tạo thành những khe hình vành khăn, từ phòng sôi hỗn hợp hơi - lỏng đi lên phòng bốc hơi. Hơi thứ đi lên phía trên ra ngoài. Dung dịch còn lại đi xuống phòng đốt qua ống tuần hoàn; phần kết tinh lắng xuống đáy. Phòng đốt chỉ có nhiệm vụ đun nóng dung dịch, ở đây dung dịch chưa sôi vì áp suất thuỷ tĩnh lớn. Khi đi vào các tấm ngăn, áp suất thuỷ tĩnh giảm đi, dung dịch sẽ sôi. Tác dụng của các tấm ngăn này làm cho quá trình sôi ổn định, không cản trở sự tuần hoàn ở khu vực sôi. Ưu điểm: Loại thiết bị này có tốc độ tuần hoàn lớn (đến 3 m/s). Vì dung dịch không sôi trong ống truyền nhiệt nên ít bị bám cặn, thích hợp với các dung dịch đậm đặc, kết tinh và dung dịch có độ nhớt lớn. vii) Thiết bị cô đặc loại rôto Nguyên tắc làm việc: Dung dịch đầu đưa vào ở phần trên thiết bị,do cánh quay, dưới tác dụng của lực ly tâm làm văng chất lỏng ra thành thiết bị và chuyển động thành màng mỏng với chế độ chuyển động xoáy. Màng mỏng tiếp xúc với thiết bị được đun nóng bởi bao hơi. Hơi thứ bay ra được đưa lên phía trên rồi ra ngoài. Sản phẩm được tháo ra từ đáy thiết bị. Ưu điểm: cường độ truyền nhiệt lớn, dung dịch bị hơi thứ kéo theo nhỏ, dùng để cô đặc loại dung dịch dạng keo, đặc sệt. Nhược điểm: chế tạo và gia công phức tạp, giá thành cao do cần bộ phận chuyển động quay. 38 4. Quá trình lạnh 4.1. Lạnh đông 4.1.1. Khái niệm cơ bản Quá trình lạnh là quá trình thu nhiệt từ nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp rồi truyền cho vật có nhiệt độ cao hơn. Cần phải tiêu tốn công bên ngoài. Kỹ thuật làm lạnh thường được dùng trong hấp thụ, sấy thăng hoa, tách khí, bảo quản thực phẩm Phân loại quá trình lạnh: - Lành lạnh ôn độ/lạnh đông: từ nhiệt độ thường đến -100°C - Làm lạnh dưới -100°C - Lạnh thâm độ: từ -100°C đến -231°C - Lạnh băng thâm độ: 40 đến 0,3 K - Siêu lạnh thâm độ: đến 0,00002 K 4.1.2. Cơ sở nhiệt động của quá trình lạnh đông 1 - 2: nén đoạn nhiệt hơi tác nhân lạnh nhiệt độ hơi thay đổi từ T0 – T, tiêu hao công L1. 2 - 3: ngưng tụ đẳng nhiệt tác nhân lạnh, nhiệt lượng Q tỏa ra môi trườn xung quanh. 3 - 4: giãn đoạn nhiệt lỏng tác nhân lạnh, nhiệt độ cuối là T0, sinh công L0. 4 - 1: bay hơi lỏng tác nhân lạnh, thu nhiệt Q0 của nguồn lạnh. Tác nhân lạnh thu nhiệt của nguồn lạnh, entropi giảm đi một lượng: Q0 /T0 Tác nhân lạnh ngưng tụ tỏa nhiệt cho nguồn nóng, Entropi của nguồn nóng tăng lên một lượng: Q0 + L1 𝐿0 𝑇0 Công tiêu hao cần thiết cho máy lạnh: L = Q0( 𝑇− 𝑇0 𝑇0 ) 39 Lượng nhiệt Q0 do tác nhân lạnh thu vào gọi là năng suất của máy lạnh.  Biểu đồ T-S của quá trình làm lạnh Năng suất lạnh biểu diễn bởi diện tích 1- 4 - 5 – 6. Lượng nhiệt do tác nhân lạnh ngưng tụ tỏa ra cho nguồn nóng ở nhiệt độ T biểu diễn bởi diện tích 2- 3 - 5 - 6 Hiệu số giữa hai diện tích là công tiêu hao L biểu diễn bởi diện tích 1-2-3-4 Hệ số lạnh (hiệu quả làm việc của máy lạnh).  = 𝑄0 𝐿 = 𝑄0 𝑄− 𝑄0 = 𝑇0(𝑆1− 𝑆2) 𝑇(𝑆1− 𝑆2)−𝑇0(𝑆1− 𝑆2) = 𝑇0 𝑇− 𝑇0 4.1.3. Chu trình lý tưởng của máy lạnh nén hơi. Chu trình Carno nghịch được coi là chu trình lý tưởng cho máy lạnh nén hơi. Máy nén hút hơi ẩm tử thiết bị bay hơi có nhiệt độ T0 và áp suất P0 Hơi được nén tới áp suất P và nhiệt độ T. Hơi tác nhân lạnh được đưa vào thiết bị ngưng tụ, ngưng tụ thành lỏng. Tác nhân lạnh sau ngưng tụ được đưa vào máy giãn đến ap suất P0, nhiệt độ T0 Tác nhân lạnh ra khỏi máy giãn đi vào thiết bị bay hơi, hút vào máy nén và lặp lại từ đầu.  = 𝑄0 𝐿 = 𝑄0 𝑄− 𝑄0 = 𝑖1− 𝑖4 𝑖2− 𝑖1 = 𝑖1− 𝑖3 𝑖2− 𝑖1 4.1.4. Chu trình thực của máy lạnh Chu trình thực khác với chu trình lý tưởng - Thay máy giãn bằng van tiết lưu - Hơi tác nhân lạnh được nén ở trạng thái bão hòa chứ (1’) không phải ở vùng hơi ẩm 40 - Nén quá nhiệt : 1’-2’ - Làm lạnh hơi quá nhanh - Ngưng tụ : 2-3 - Làm quá lạnh : 3-3’ - Giãn qua van tiết lưu 3’-4’’’ - Hệ số lạnh:  = 𝑄0 𝐿 = 𝑖1′− 𝑖4" 𝑖2′− 𝑖1′ = 𝑖1′− 𝑖3′ 𝑖2′− 𝑖1′ - Năng suất lạnh: Q0 = G(i1 – i3’), W - Công tiêu hao lý thuyết: L = Q0 – Q = G(i2’ – i1’), W. - Lượng nhiệt tác nhân lạnh cấp cho nguồn nóng: Q = G(i2’ + i3’), W. - Năng suất lạnh: Q0 = Vnqv = Vn1(i1 – i3’), W. - Công suất máy lạnh: N = 𝐿 1000 = 𝑄0 1000 kW - Hiệu suất chung của máy lạnh:  = ickcddc 4.1.5.Tác nhân lạnh Tác nhân lạnh ảnh hưởng đến: kích thước máy lạnh, vật liệu chế tạo, áp suất làm việc. Các yêu cầu với tác nhân lạnh: - Nhiệt độ tới hạn lớn: đảm bảo có thể dùng nước hoặc không khí để làm lạnh hơi ngưng tụ. - Nhiệt bay hơi lớn: lượng tác nhân lạnh dũng ít. - Thể tích hơi riêng phần nhỏ: kích thước máy lạnh nhỏ. - Áp suất bay hơi lớn hơn áp suất khí quyển. - Không tạo thành hợp chất với dầu bôi trơn máy. - Không cháy nổ, không độc hại, rẻ tiền. i) Amoniac.  Ưu điểm - Được dùng phổ biến cho máy lạnh dùng máy nén Pittong - Thể tích nhỏ - Nhiệt độ tới hạn lớn (132,4°C) - Áp suất làm việc trong thiết bị ngưng tụ không quá cao (9-14 at) 41 - Áp suất bốc hơi không quá thấp - Dễ phát hiện khi dò rỉ.  Nhược điểm - Độc hại - Có mùi đặc trưng - Ăn mòn đồng và các hợp kim đồng - Có thể tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí  Ứng dụng: dùng cho máy lạnh có công suất lớn. ii) Cloflocarbon (CFC)  Ưu điểm - Được dùng phổ biến vì không độc hại, cháy nổ  Nhược điểm - Rất nhẹ, có thể tồn tại trong khí quyển lâu dài, tạo chất Clorin phá hủy tầng ôzon.  Ứng dụng: không còn sử dụng từ năm 2010. iii) Hydrocarbon Bao gồm: Propan nguyên chất (R290), izo-butan nguyên chất (R600a), hợp chất R290/R600a.  Ứng dụng: - R290 dùng trong công nghiệp. - R600a: dùng cho tủ lạnh gia đình. - R290/R600a: dùng cho máy lạnh thương mại.  Ưu điểm: - Nhiệt lượng bay hơi lớn hơn CFC - Khối lượng riêng nhỏ hơn CFC  Nhược điểm: dễ gây cháy nổ khi trộn lẫn không khí và có mồi nổ. 4.1.6. Chất tải lạnh Dùng chất tải lạnh với vai trò là chất trung gian mang nhiệt từ vật làm lạnh đến tác nhân lạnh Chu trình vận chuyển của chất tải lạnh: + Bơm tuần hoàn đi theo vòng kín. 42 + Lấy nhiệt của vật làm lạnh tại thiết bị bốc hơi Chất tải lạnh thường dùng: NaCl, CaCl2, MgCl2 Lựa chọn nồng độ tùy thuộc vào mức độ làm lạnh. Nồng độ phải đủ lớn để dung dịch không đóng băng ở nhiệt độ thấp nhất trong hệ thống Chất tải lạnh phải được chuẩn bị bằng muối tinh khiết, nếu có lẫn Na2SO4. 4.1.7. Máy nén hai bậc. -  Máy nén Amoniac chỉ làm việc thích hợp với chỉ số nén không quá 8-9 -  Khi nén áp suất cao, làm tăng nhiệt độ hơi tác nhân lạnh, có thể làm phân hủy Amoniac (120 C)  nén 2 – 3 bậc -  Khi nhiệt độ bay hơi T0 = -25°C : 1 bậc -  Khi nhiệt độ bay hơi T0 = -25°C - 50°C : 2 bậc -  Khi nhiệt độ bay hơi T0 = -50°C - 75°C : 3 bậc -  Trong máy lạnh hai cấp, mức độ nén của cấp thấp và cấp cao nhỏ hơn máy nén một cấp nên hiệu suất thể tích máy nén sẽ lớn hơn 4.1.8. Sơ đồ làm lạnh liên hợp. Với tác nhân lạnh có áp suất ngưng tụ không cao lắm và nhiệt độ bay hơi thấp, máy nén phải làm việc trong điều kiện chân không. Với các máy nén Pittong hiện đại có thể làm việc ở áp suất hút tuyệt đối 0,1 at. Với tác nhân lạnh NH3 hoặc Freon có nhiệt độ ứng với áp suất đó là -70°C. Với các tác nhân ạnh có áp suất hút cao, nhiệt độ thấp thì khi ngưng tụ cần phải có áp suất cao Khi cần phải làm việc ở nhiệt độ -70°C, phải dùng máy lạnh liên hợp (trong hệ thống có 2 tác nhân lạnh). 43 Độ lạnh thu được ở khâu thứ nhất dùng để ngưng tụ tác nhân lạnh ở khâu thứ hai, thường dùng nén một cấp hay hai cấp. Khâu thứ nhất tác nhân lạnh là R13 (-13°C đến -90°C). Thiết bị bốc hơi NH3 đồng thời là thiết bị ngưng tụ R13. 4.1.9. Máy làm lạnh kiểu hấp phụ. Trong các máy lạnh kiểu hấp thụ, năng lượng tiêu hao cho quá trình là nhiệt năng chú không phải cơ năng. Khi tác nhân lạnh là NH3, thì chất chất hấp thụ dùng là dung dịch Amoniac loãng.  Nguyên tắc làm việc: Hơi NH3 từ đỉnh tháp chưng luyện (>90%) đi vào thiết bị ngưng tụ hồi lưu để ngưng tụ một phần về tháp chưng luyện. Hơi NH3 đi qua thiết bị ngựng tụ làm lạnh. Lỏng sau ngưng tụ đi qua van tiết lưu 4 giãn đến áp suất bốc hơi rồi đi vào thiết bị bốc hơi. Hơi từ thiết bị bốc hơi đi vào thiết bị hấp thụ 6, được hấp thụ bằng NH3 loãng, sau đó được bơm về tháp chưng luyện. Trong thiết bị trao đổi nhiệt, dung dịch loãng cấp nhi cho dung dịch đặc: dung dịch đăc được đốt nóng trước khi vào tháp chưng luyện, dung dịch loãng được làm mát trước khi vào tháp hấp thụ Áp suất trong thiết bị hấp thụ được duy trì bằng áp suất trong thiết bị bốc hơi, áp suất trong tháp chưng luyện bằng áp suất ngưng tụ. 4.1.10. Máy làm lạnh kiểu Tuy-e Trong các máy lạnh kiểu tuy-e, năng lượng tiêu hao cho quá trình là nhiệt năng chứ không phải cơ năng. Tác nhân là nước lạnh. Nguyên tắc làm việc: Hơi nước từ nồi hơi áp suất cao đi vào tuye, giãn qua ốn loa, áp suất giảm xuống bằng áp suất trong thiết bị bốc hơi. Hơi có vận tốc lớn hút tác nhân lạnh (nước) từ thiết bị bốc h sang, trộn lẫn với nhau. Hỗn hợp hơi đi qua ống giãn, vận tốc 44 giảm nhiều, động nănn chuyển thành thế năng, hỗn hợp lại được nén đến áp suất cao hơn. Hỗn hợp đi vào thiết bị ngưng tụ rồi hóa lỏng. Nước từ thiết bị ngưng tụ một phần được bơm về nồi hơi, một phần qua van tiết lưu 6 giãn đến áp suất bốc hơi đươc đưa vào thiết bị bốc hơi, nhận nhiệt của môi trường cần làm lạnh để bốc hơi  Để tạo độ chân không cao, thường dùng tuye nhiều bậc. Thường dùng sản xuất nước đá, dùng nước làm chất tải lạnh. 4.1.11. Máy làm lạnh bằng không khí Nguyên tắc làm việc: Không khí được nén đoạn nhiệt đến áp suất tuyệt đối 5-6 at trong máy nén.Sau đó được làm lạnh bắng nước đến mức tối trong thiết bị làm lạnh. Giãn đoạn nhiệt trong máy giãn Nhiệt độ không khí hạ thấp rồi đi vào phòng lạnh. Không khí lấy nhiệt của vật cần làm lạnh và nón lên rồi được hút vào máy nén. Nhiệt dung riêng của không khí nhỏ nên ngay trong máy có năng suất lạnh nhỏ cũng phải tuần hoàn một lượng không khí lớn cho nên loại máy lạnh này rất cồng kềnh. 45 Tài liệu tham khảo 1. PGS.TS. Phạm Xuân Toản. Các quá trình,thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm. tập 3. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003 2. Perry’s Chemical Engineers' Handbook. 8th Edition, McGraw-Hil, 2008. 3. Visual Encyclopedia of Chemical Engineering Equipments. MIT, 2001.