بخشی از مقاله
مطالعه کاربردهای صنعتی اجکتور
چکیده
در مقاله حاضر ابتدا دستگاه اجکتور معرفی شده و با نمایش یک شکل شـماتیک قسـمت هـای مختلـف ایـن دسـتگاه مشخص میگردد. انواع اجکتورها از نظر سیال محرک و کاربردها مورد بررسی قرار گرفته و یک دستگاه ترموکمپرسور با شکل تعریف می شود، و به عوامل ایجاد اختلال درعملکرد اجکتورها توجـه نمـوده و سـپس مزایـا و معایـب دسـتگاه اجکتور در مقایسه با پمپ های خلأ بیان شده و از مطالب گفته شده این نتیجه حاصل میشـود کـه همـواره بایـد ایـن دستگاه در دما و فشار طراحی مورد بهره برداری قرار گیرد، و همچنین باید توجه داشت کـه در بخـار محـرک رطوبـت وجود نداشته باشد و کندانسور ها در شرایط ایده آل کارکنند.
واژه های کلیدی: دستگاه اجکتور، سیال محرک، ترموکمپرسور، پمپ خلأ، کندانسور.
مقدمه
با توجه به میزان خلأ مورد نیاز، خلأسازی توسط انواع گوناگون پمپ های خلأ و یا اجکتور1 صورت میگیـرد. پمـپ خلأ، دستگاهی است که قادر است، بخارات سیّال را مکش نموده و ایجاد خلأ نسبی مینماید. این نوع پمپ ها دارای انواعی چون جابجایی، پمپ های انتقال مومنتوم و پمپ های تله ای میباشند.
اجکتور یا اینجکتور، تجهیزی که قادر است با ایجاد خلأ، جریان گاز، مایع و یا جامد مانند پـودر، گرانـول و لجـن را انتقال دهد، که البته براساس نوع کاربری که می تواند ایجاد خلأ به تنهایی، انتقال مواد، اختلاط مواد و ... باشد، بـه آن ترموکمپرسور، ادکتور یا مکنده هیدرولیکی2 نیز گفته میشود، و لیکن اسـاس عملکـرد آنهـا یکسـان مـیباشـد. اجکتور در واقع نوعی پمپ خلأ است و تنها تفاوت آن این است که اساس کار آن بر پایـه تبـدیل انـرژی سـرعتی و فشاری به یکدیگر میباشد.
1
قسمت های اصلی اجکتور، شامل نازل سیال محرک، محفظه سیال محرک، بخش مکش ودیفیوزر3 میباشد کـه در شکل 1، یک نمونه اجکتور به همراه اجزای تشکیل دهنده آن نمایش داده شده است.
شکل :1 نمونه یک اجکتور و بخش های مختلف آن [1]
-1 انواع اجکتورها از نظر سیال محرک
اجکتورها بر اساس اینکه در آنها از چه سیالی به عنوان سیال محرک استفاده میشود، به سه دسته تقسیم میشوند: - 1 -1 اجکتورهای بخار - 2 -1 اجکتورهای آب یا سایر مایعات فرآیندی - 3 -1 اجکتورهای هوا
عموماً برای کاربردهایی که نیاز به خلأهای بالا می باشد و یا میزان بار ورودی به اجکتور زیاد اسـت، از اجکتورهـای بخار استفاده مـی شـود. ترموکمپرسـور، هیتـر، دی سـوپرهیتر و سـیفونها از جملـه اجکتورهـای بخـار مـیباشـند. اجکتورهای هوا برای ایجاد خلأهای پایین مورد استفاده قرار میگیرند و از آنجا که سیال محرک مـورد اسـتفاده در آنها هوا میباشد، لذا بیشتر در مواردی کاربرد دارند که نیاز به تهویه و یا تزریق هوا یا اکسیژن به یک محیط بسـته موردنظر است.
برای ایجاد خلأهای پایین و در کاربردهایی که نیاز است، ذرات آلودگی موجود در بخارات و یا گازها قبل از ورود به اتمسفر، حذف شوند، از اجکتورهای آب و مایعات فرایندی استفاده میشود. اجکتور کندانسـور4 ، گـاس اسـکرابر5 و ادکتور6 از جمله این نوع اجکتورها می باشند. این اجکتورها معمولاً در ترکیب با یک پمپ جهـت سیرکولاسـیون7 آب با مایع فرآیندی اجکتور به کار میروند.
-2 انواع اجکتور از نظر کاربرد
- 1 - 2 ایجاد خلأ فرآیندهایی چون تقطیر و تبخیر که می توانند تحت خلأ انجام شوند دارای کاربردهای زیادی در صنعت میباشـند.
زمانیکه سیال فرآیندی حاوی هیدروکربن های سنگین باشد، نقطه جوشترکیب نسـبتاً بـالا مـیرود و لـذا انـرژی بیشتری برای تقطیر آن مورد نیاز می شود. از طرف دیگر، مقاومت مواد هیدروکربنی در مقابل حرارت های زیاد، کم بوده و مورد تجزیه شدن قرار میگیرند. برای رفع این مشکل فرآیند تقطیر، در فشار خلأ نسبی انجام مـی شـود. در این صورت مواد در دمایی پایین تر از نقطه جوش معمولی خود به جوش آمده و علاوه بر اینکه بـه انـرژی و دمـای کمتر نیاز است، مولکولها نیز تجزیه نمی شوند. تبخیرتحت خلأ نیز دقیقاً مزایای تقطیر خلأ را دارد. بدین ترتیب که برای تغلیظ خوراکهایی که مواد موجود در آنها نسبت به دمای بـالا حسـاس هسـتند، عمـل تبخیـر در خـلأ انجـام میگیرد، تا مواد در دمایی پایین تر از نقطه جوش معمولی، به جوش آیند.
از جمله مهمترین کاربردهای اجکتور برای ایجاد خلأ می توان به ایجاد خلأ در برج خلأ واحد تقطیر پالایشگاه نفـت اشاره نمود.
- 2 -2 سیفون8 و ادکتور از آنجا که اجکتورها با ایجاد خلأ سبب مکش سیال می شوند، در برخی از موارد، می توان از این خصوصـیت جهـت
انتقال سیالات استفاده نمود. اجکتورهایی که از بخار بعنوان سیال محرک جهت انتقال و پمپاژ آب یا مایعات دیگـر استفاده میکنند، تحت عنوان سیفون شناخته می شوند. در اجکتورها اختلاط آب یا سیال مکـش یافتـه بـا سـیال محرک باعث کندانس بخار میشود.
ادکتورها نیز مانند سیفون ها برای پمپ، انتقال و تخلیه مایعاتی که در سطوح پایین تر قرار گرفته اند، بکار میروند، با این تفاوت که سیال محرک مورد استفاده در ادکتورها به جای بخار، یک مایع پر فشار است. از اجکتورهای مایع، جهت انتقال مواد گرانولی یا پودری و یا اختلاط آنها با مایعات نیز استفاده میشود.
- 3 -2 ونتیلاتور9 و گاس اسکرابر یکی از مهمترین موارد استفاده از اجکتورها، تهویه محیط و حذف ذرات آلوده موجود در سیالات مـیباشـد. جهـت
تخلیه هوای آلوده از یک محیط بسته مانند تانک از یک دستگاه تهویـه یـا ونتیلاتـور اسـتفاده مـیشـود. هـوا و یـا نیتروژن فشرده شده به عنوان سیال محرک وارد اجکتور میشوند و بدین ترتیب گازها و بخارات آلوده را از محـیط، مکش نموده و خارج مینمایند.
برای حذف ذرات گرد و غبار، آلودگی، بخارات و بوی بد گازهای صنعتی از گاس اسـکرابر اسـتفاده مـیگـردد. ایـن تجهیزات معمولاً بین مراحل فرآیندی و یا قبل از اینکه گاز به اتمسفر تخلیه شود، آلـودگی هـای مـذکور را حـذف میکنند. از اجکتورها می توان به منظور جداسازی ذرات موجود در گاز استفاده نمود. در این مـوارد سـیال محـرک مورد استفاده، مایعی است که قادر است ذرات معلق موجود در گاز را در خود جذب نماید. مخلوط سیال محـرک و گاز حاوی ذرات آلوده به یک درام منتقل شده و در آنجا مایع از گاز جدا می شود.مایع توسط یک پمپ، مجدداً بـه
اجکتور منتقل میشود.
- 4 -2 اختلاط سیالات سیال محرک مورد استفاده در بسیاری از اجکتورها، بخار میباشد. از آنجا که بخار دارای حرارت بالا بوده و اخـتلاط
آن با آب بعنوان سیال مکشی، مشکلی ایجادنمینماید ، لذا در بسیاری از موارد از اجکتورهای بخار جهت گرمـایش آب یا سیالات فرایندی استفاده می شود. در این نوع اجکتورها، بخار بعنوان سیال محرک بطور مستقیم با آب یا هر مایع دیگر تماس پیدا کرده و پس از اختلاط کامل، آب گرم شده و بخار نیز کندانس میگردد.
در بعضی از موارد نیز از اجکتور جهت کاهش دمای بخار استفاده می شود. بخار مصرفی در واحدهای صنعتی توسط واحدهای تولید کننده بخار تولید میشود که می تواند به صورت اشباع و یا سوپرهیت باشد. بخـار تولیـد شـده کـه برای واحدهای مصرف کننده فرستاده میشودمعمولاً، سوپرهیت10 بوده و باید از نظر دما و فشار کنترل گردد. لـذا کنترل دما در سوپرهیت کننده ها از اهمیت بالایی برخـوردار مـیباشـد. یکـی از روش هـای کـاهش دمـای بخـار سوپرهیت، استفاده از دی سوپرهیتر میباشد.
دی سوپرهیترها تجهیزاتی هستند که با تماس دادن مستقیم آب خنک و بخار سوپرهیت، باعث کاهش دمای بخار سوپرهیت میگردند. در برخی از دی سوپرهیترها از یک اجکتور جهـت اخـتلاط آب بـا بخـار سـوپرهیت اسـتفاده می شود. بخار سوپرهیت به عنوان سیال محرک عمل کرده و آب را مکش نموده و سبب اختلاط آن بـا بخـار و لـذا کاهش دمای آن میشود.
- 5 -2 افزایش فشار از آنجا که سیال منتقل شونده در اجکتور ضمن عبور از دیفیوزر، فشار آن نیز افزایش مییابد، لذا یکی از کاربردهای
اجکتورها افزایش فشار سیالات است. از جمله این نوع اجکتورهای بخار میتـوان بـه ترموکمپرسـور11 اشـاره نمـود، ترموکمپرسورها اغلب جهت کاهش انرژی مصرفی در تبخیر کننده ها اسـتفاده مـیشـوند. در شـکل 2 یـک نمونـه ترموکمپرسور مشاهده میگردد.
شکل :2 یک نمونه ترموکمپرسور [2]
