গ্যাস-তরল বিচ্ছেদের মূলনীতিঃ একটি ইঞ্জিনিয়ারিং গাইড

গ্যাস-তরল পৃথকীকরণ একটি মূল ইউনিট অপারেশন যা তেল ও গ্যাস, পেট্রোকেমিক্যাল, বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং রাসায়নিক উৎপাদন শিল্প জুড়ে ব্যবহৃত হয়। এর প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল মিশ্র-ফেজ তরল প্রবাহকে পরিষ্কার এবং ক্রস-দূষণমুক্ত পৃথক গ্যাস ও তরল অংশে বিভক্ত করা। প্রাকৃতিক গ্যাস সঞ্চালন লাইন থেকে ঘনীভূত পদার্থ অপসারণ করা হোক, ডাউনস্ট্রিম কম্প্রেসারকে তরল স্ল্যাগ থেকে রক্ষা করা হোক, বা মূল্যবান বিক্রিয়া পণ্য পুনরুদ্ধার করা হোক, অন্তর্নিহিত পদার্থবিদ্যা বোঝা দক্ষ পৃথকীকরণ সরঞ্জাম ডিজাইন করার জন্য অপরিহার্য।

মূলত, গ্যাস-তরল পৃথকীকরণ অবিচ্ছিন্ন গ্যাস ফেজ এবং বিচ্ছিন্ন তরল ফেজের মধ্যে ভৌত বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য—বিশেষ করে ঘনত্ব, সান্দ্রতা এবং ভরবেগ—ব্যবহারের উপর নির্ভর করে।

যেকোনো যান্ত্রিক বিভাজক—তা একটি সাধারণ অনুভূমিক নক-আউট ড্রাম হোক বা একটি উন্নত মাল্টি-স্টেজ ফিল্টার-সেপারেটর হোক—নিম্নলিখিত মৌলিক নীতিগুলির এক বা একাধিক ব্যবহার করে:

1. ভরবেগ (জড়তা পৃথকীকরণ): যখন একটি তরল প্রবাহ দিক বা বেগের আকস্মিক পরিবর্তন অনুভব করে, তখন গ্যাস অণুগুলি তাদের কম ভরের কারণে সহজেই নতুন প্রবাহ পথ অনুসরণ করে। বিপরীতে, ভারী তরল ফোঁটা এবং কঠিন কণাগুলির বেশি ভরবেগ থাকে, যার ফলে সেগুলি গ্যাস প্রবাহ থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে সংগ্রহকারী ব্যাফেল বা পাত্রের দেয়ালে আঘাত করে।

2. মাধ্যাকর্ষণ বসানো: একটি প্রশস্ত পাত্রের অংশে, গ্যাসের বেগ উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। মাধ্যাকর্ষণের টানে, তরল ফোঁটাগুলি নিচের দিকে স্থির হয় যদি নিচের দিকে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি প্রবাহিত গ্যাসের দ্বারা আরোপিত উপরের দিকে প্রতিরোধ শক্তিকে অতিক্রম করে। টার্মিনাল বসানো বেগ গাণিতিকভাবে স্টোকসের সূত্র বা নিউটনের সূত্রের পরিবর্তিত রূপ ব্যবহার করে মডেল করা হয়, যা ফোঁটার আকার এবং রেনল্ডস সংখ্যার উপর নির্ভর করে।

3. একত্রীকরণ: আণুবীক্ষণিক ফোঁটা এবং সাব-মাইক্রন অ্যারোসল (প্রায়শই ১০ মাইক্রনের নিচে) মাধ্যাকর্ষণ বা ভরবেগ দ্বারা স্থির হওয়ার জন্য পর্যাপ্ত ভর থাকে না। একত্রিত মাধ্যম—যেমন বোনা তারের জাল প্যাড, ঢেউতোলা ভেন প্যাক, বা বিশেষ ফাইবার কার্টিজ উপাদান—ছোট ফোঁটাগুলিকে সংঘর্ষে লিপ্ত হতে, বড় ফোঁটাতে মিশে যেতে এবং গ্যাস প্রবাহ থেকে অধঃক্ষিপ্ত হওয়ার জন্য যথেষ্ট ওজন অর্জন করতে বাধ্য করে।

প্রকৌশলীদের একটি গ্যাস-তরল পৃথকীকরণ সিস্টেমের আকার নির্ধারণ এবং নির্দিষ্ট করার সময় বেশ কয়েকটি অপারেটিং ভেরিয়েবল বিবেচনা করতে হবে:

• গ্যাস এবং তরল প্রবাহের হার: আয়তনিক প্রবাহের হারগুলি অনুমোদিত গ্যাসের বেগ বজায় রাখতে এবং ইতিমধ্যে পৃথকীকৃত তরলগুলির পুনরায় প্রবেশ রোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় পাত্রের ক্রস-বিভাগীয় ক্ষেত্রফল নির্ধারণ করে।

• ধারণ সময়: তরলটি পাত্রের নীচের অংশে (বা বুটে) যে সময় ধরে থাকতে হবে যাতে দ্রবীভূত বা মিশ্রিত গ্যাসের বুদবুদগুলি তরল নিষ্কাশনের আগে গ্যাস ফেজে ফিরে যেতে পারে।

• তরল বৈশিষ্ট্য: সান্দ্রতা, পৃষ্ঠটান এবং আপেক্ষিক ঘনত্ব ফোঁটার টার্মিনাল বেগ এবং একত্রীকরণ দক্ষতা কে প্রভাবিত করে। উচ্চ সান্দ্রতা বা কম পৃষ্ঠটান বিশেষ অভ্যন্তরীণ জ্যামিতি প্রয়োজন।

প্রশ্ন: একটি দ্বি-ফেজ এবং একটি ত্রি-ফেজ গ্যাস-তরল বিভাজকের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

উত্তর: একটি দ্বি-ফেজ বিভাজক একটি গ্যাস প্রবাহ থেকে একটি সম্মিলিত তরল ফেজকে বিচ্ছিন্ন করে। একটি ত্রি-ফেজ বিভাজকে অভ্যন্তরীণ ওয়েয়ার প্লেট, ওয়াটার বুট এবং মাধ্যাকর্ষণ-জোনিং ইন্টারনাল থাকে যা তরল ফিডকে তিনটি পৃথক প্রবাহে বিভক্ত করে: গ্যাস, অপরিশোধিত তেল এবং মুক্ত জল।

প্রশ্ন: কেন সাব-মাইক্রন তরল অ্যারোসল গ্যাস-তরল পৃথকীকরণে একটি বড় চ্যালেঞ্জ তৈরি করে?

উত্তর: সাব-মাইক্রন ফোঁটাগুলির অত্যন্ত কম ভর এবং ভরবেগ থাকে, যা তাদের মাধ্যাকর্ষণ বসানো বা সাধারণ ভরবেগের পরিবর্তনগুলিতে সাড়া না দিয়ে গ্যাস স্ট্রিমলাইন বরাবর মসৃণভাবে ভ্রমণ করতে দেয়। তাদের ক্যাপচার করার জন্য উচ্চ-দক্ষতা সম্পন্ন একত্রিত ফিল্টার উপাদানের প্রয়োজন হয় যা ফোঁটাগুলিকে অপসারণের আগে বড় আকারে মিশে যেতে বাধ্য করে।

প্রশ্ন: তরল পুনরায় প্রবেশ কী এবং এটি কীভাবে প্রতিরোধ করা হয়?

উত্তর: উচ্চ গ্যাসের বেগ যখন পূর্বে পৃথকীকৃত তরলকে অভ্যন্তরীণ সংগ্রহ পুল বা মিস্ট এলিমিনেটর প্যাডের পৃষ্ঠ থেকে পরিষ্কার গ্যাস প্রবাহে ফিরিয়ে নিয়ে যায় তখন পুনরায় প্রবেশ ঘটে। এটি সঠিক পাত্রের আকার বজায় রেখে, গ্যাসের বেগ সমালোচনামূলক কে-মানের নিচে রেখে এবং কার্যকর নিষ্কাশন চ্যানেল ব্যবহার করে প্রতিরোধ করা হয়।

প্রশ্ন: সমস্ত গ্যাস-তরল বিভাজকের কি সক্রিয় পাওয়ার উৎসের প্রয়োজন হয়?

উত্তর: না। বেশিরভাগ প্রচলিত যান্ত্রিক বিভাজক (যেমন মাধ্যাকর্ষণ ড্রাম এবং কেন্দ্রাতিগ সাইক্লোন) এর কোনও অভ্যন্তরীণ চলমান অংশ নেই এবং পৃথকীকরণ সম্পাদনের জন্য সম্পূর্ণরূপে আগত তরল প্রবাহের গতিশক্তি এবং চাপের উপর নির্ভর করে।

এই ধারণাগুলির একটি ব্যাপক পর্যালোচনার জন্য, আপনি পেট্রোস্কিলস গ্যাস-তরল পৃথকীকরণ মূলনীতি ভিডিও দেখতে পারেন।