Distillation In Simple Word

‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﻪ زﺑﺎن ﺳﺎده‬

‫ﺗﻘﺪﻳﻢ ﺑﻪ روح ﺑﻠﻨﺪ‪ ،‬ارزﺷﻤﻨﺪﺗﺮﻳﻦ اﺳﺘﺎد ﻃﻮل ﻋﻤﺮم ﻣﺮﺣﻮم ﭘﺮوﻓﺴﻮر ﻣﺤﻤﺪ ﺧﺸﻨﻮدي‬

‫ﭘﻴﺸﮕﻔﺘﺎر‬ ‫ﻣﻄﺎﻟﺐ اراﺋﻪ ﺷﺪه در اﻳﻦ ﺻﻔﺤﺎت ﺑﺮﮔﺮﻓﺘﻪ از ﺳﺎﻳﺖ ‪ http://lorein.ncl.ac.uk‬ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﺗﻼش ﺷﺪه ﻛﻪ در ﺗﺮﺟﻤﻪ ﻣﺘﻦﻫﺎي‬ ‫ﻣﻮﺟﻮد ﺣﺪاﻛﺜﺮ اﻣﺎﻧﺖداري رﻋﺎﻳﺖ ﺷﻮد در ﻣﺠﻤﻮع ﻣﻲﺗﻮان ادﻋﺎ ﻛﺮد ﻛﻪ داﻧﺸﺠﻮﻳﺎن ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺷﻴﻤﻲ ﺑﺎ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ اﻳـﻦ ﺻـﻔﺤﺎت ﺑـﻪ‬ ‫ﻃﻮر ﻛﺎﻣﻞ ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺑﺎ ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﭘﺎﻳﻪاي ﺗﻘﻄﻴﺮ آﺷﻨﺎ ﺷﻮﻧﺪ‪ .‬ﻣﻄﻤﺌﻨﺎً ﻣﺘﻦ ﭘﻴﺶ روي ﺷﻤﺎ ﺧﺎﻟﻲ از ﻧﻘﺼﺎن ﻧﻴﺴﺖ‪ ،‬ﭘﺲ ﺑﺎ ارﺳﺎل ﻧﻈﺮات‬ ‫ﺧﻮد ﺑﺮاي اﻳﻨﺠﺎﻧﺐ‪ ،‬ﺑﻨﺪه را در ﺑﻬﺒﻮد روﻧﺪ اﻧﺘﻘﺎل ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻳﺎري رﺳﺎﻧﻴﺪ‪.‬‬ ‫ﻣﻬﻨﺪس ﻣﺠﺘﺒﻲ ﻛﻔﺎش‬ ‫‪E-mail:[email protected]‬‬

‫‪1‬‬

‫ﻣﻘﺪﻣﻪ‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮد‪:‬‬ ‫ﻳﻚ ﻓﺮآﻳﻨﺪي ﻛﻪ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﻳﺎ ﺑﺨﺎر دو ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﻣﺎده ﺑﻪ اﺟﺰاء ﺟﺰﻳﻲ ﺑﺎ ﺧﻠﻮص ﻣﻄﻠﻮب ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دادن ﻳـﺎ ﮔـﺮﻓﺘﻦ ﮔﺮﻣـﺎ‪ ،‬ﺟـﺪا‬ ‫ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺮ اﻳﻦ واﻗﻌﻴﺖ ﺑﻨﺎ ﺷﺪه اﺳﺖ‪ ،‬ﻛﻪ در ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط در ﺣﺎل ﺟﻮش‪ ،‬ﺑﺨﺎر از‬ ‫ﺗﺮﻛﻴﺒﺎﺗﻲ ﻛﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮي دارﻧﺪ‪ ،‬ﻏﻨﻲﺗﺮ ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﭘﺲ‪ ،‬وﻗﺘﻲ ﻛﻪ اﻳﻦ ﺑﺨﺎر ﺳـﺮد ﻳـﺎ ﭼﮕﺎﻟﻴـﺪه ﻣـﻲﺷـﻮد‪ ،‬ﺗﺮﻛﻴـﺐ ﭼﮕﺎﻟﻴـﺪه ﺷـﺪه‬ ‫)‪ (Condensed‬ﺣﺎوي ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻓـﺮار ﺑﻴـﺸﺘﺮي ﺧﻮاﻫـﺪ ﺑـﻮد‪ .‬در ﭼﻨـﻴﻦ ﺣـﺎﻟﺘﻲ‬ ‫ﻣﺨﻠﻮط اﺻﻠﻲ ﺣﺎوي ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻓﺮار ﻛﻤﺘﺮي ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪.‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺮاي ﺑﺪﺳﺖ آوردن ﺑﺎزده ﺑﺎﻻي ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫اﮔﺮﭼﻪ ﺧﻴﻠﻲ از ﻣﺮدم ﻳﻚ ﻧﻈﺮ روﺷﻦ در ﻣﻮرد ﻫﺪف ﺗﻘﻄﻴﺮ دارﻧـﺪ‪ ،‬اﻣـﺎ ﺟﻮاﻧـﺐ‬ ‫ﻣﻬﻤﻲ از ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻓﺮاﻣﻮش ﺷﺪه اﺳﺖ‪:‬‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺖ ﻛﻪ در ﺳﻄﺢ وﺳﻴﻌﻲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻘﺎدﻳﺮ زﻳﺎدي اﻧﺮژي را‪ ،‬در ﺗﺠﻬﻴﺰات ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺣﺮارت دﻫﻲ و ﺳﺮد ﻛﺮدن‪ ،‬ﻣﺼﺮف ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ ‪ %50‬از ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ واﺣﺪﻫﺎي ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ را ﺑﻪ ﺧﻮد اﺧﺘﺼﺎص ﻣﻲدﻫﺪ‪.‬‬ ‫ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ روش ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶ ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ در واﺣﺪﻫﺎي ﻣﻮﺟﻮد‪ ،‬ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺎزده و ﻋﻤﻞ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻳﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺑﻬﻴﻨﻪﺳﺎزي و ﻛﻨﺘـﺮل‬ ‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺮاي رﺳﻴﺪن ﺑﻪ اﻳﻦ وﺿﻌﻴﺖ ﻣﻄﻠﻮب‪ ،‬داﻧﺴﺘﻦ اﺻﻮل و ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺿﺮوري اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﻣﻮاردي ﻛﻪ در اﻳﻦ ﻣﻘﺎل ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻲ ﻛﻨﻴﻢ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻮارد زﻳﺮ اﺳﺖ‪:‬‬ ‫اﻧﻮاع ﺑﺮجﻫﺎ‬ ‫ﻋﻤﻠﻴﺎت و ﺗﺠﻬﻴﺰات ﭘﺎﻳﻪ ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫ﺳﺎﺧﺘﺎر داﺧﻞ ﺑﺮج‬ ‫رﻳﺒﻮﻳﻠﺮﻫﺎ‬ ‫اﺻﻮل ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫ﺗﻌﺎدل ﺑﺨﺎر ﻣﺎﻳﻊ‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ و‬ ‫ﻋﻮاﻣﻠﻲ ﻛﻪ ﺑﺮ روي ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮجﻫﺎ اﺛﺮ ﻣﻲﮔﺬارﻧﺪ‪.‬‬ ‫اﻧﻮاع ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫اﻧﻮاع زﻳﺎدي از ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻮﺟﻮد ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ ،‬ﻛﻪ ﺑﺮﺧﻲ از آﻧﻬﺎ ﺑﺮاي ﻧﻮع ﻣﺸﺨﺺ ﺟﺪاﺳﺎزي ﻃﺮاﺣﻲ ﺷﺪهاﻧﺪ و دﺳﺘﻪاي دﻳﮕـﺮ‬ ‫داراي ﻃﺮاﺣﻲ ﭘﻴﭽﻴﺪهﺗﺮي ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ )‪.(complexity‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ )‪ (Batch‬و ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ )‪(Continuous‬‬ ‫ﻳﻜﻲ از روشﻫﺎي دﺳﺘﻪﺑﻨﺪي اﻧﻮاع ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﻜﺮد آﻧﻬﺎ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺮ اﻳﻦ اﺳﺎس دارﻳﻢ‪:‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و‬

‫‪2‬‬

‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ‬ ‫در ﻋﻤﻠﻴﺎت ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻳﺎ ‪ ،Batch‬ﺧﻮراك ورودي ﺑﻪ ﺑﺮج ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺎﭘﻴﻮﺳـﺘﻪ وارد ﻣـﻲﺷـﻮد‪ .‬در اﻳـﻦ ﺣﺎﻟـﺖ ﺑـﺮج ﺑـﻪ ﺻـﻮرت‬ ‫ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺑﺎز ﺧﻮراك ﭘﺮ ﻣﻲﺷﻮد )در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺮج ﺷﺎرژ ﺷﺪه( و ﺳﭙﺲ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﻣﺤﺼﻮل ﻣﻄﻠﻮب ﺑﻪ دﺳﺖ آﻳﺪ‪،‬‬ ‫اﻧﺠﺎم ﻣﻲﮔﻴﺮد و در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪ از اﻳﻦ ﺧﻮراك ﺑﻪ واﺣﺪ ﻣﺠﺪداً اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ‬ ‫در ﻣﻘﺎﺑﻞ‪ ،‬ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺑﺎ ﻳﻚ ﺧﻮراك ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺻﻮرت ﻣﻲﮔﻴﺮد‪ .‬و ﻫﻴﭻ ﮔﻮﻧﻪ وﻗﻔﻪ اﻳﻲ ﭘﻴﺶ ﻧﻤﻲ آﻳﺪ ﻣﮕﺮ در ﺣـﺎﻟﺘﻲ‬ ‫ﻛﻪ ﻣﺸﻜﻠﻲ در واﺣﺪ ﺑﺮج ﻳﺎ واﺣﺪﻫﺎي اﻃﺮاف آن ﺑﻪ وﺟﻮد آﻳﺪ‪ .‬آﻧﻬﺎ ﻗﺎدر ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد ﻛﻪ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﻛﺎراﺋﻲ ﺑﻪ دﺳﺖ آورﻧﺪ‪ .‬ﻣﺎ ﺑﺎﻳﺪ اﻳﻦ‬ ‫ﻧﻮع از ﺑﺮجﻫﺎ را ﺑﺎ دﻳﮕﺮ اﻧﻮاع ﻣﺘﻤﺎﻳﺰ ﻛﻨﻴﻢ‪.‬‬ ‫اﻧﻮاع ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﻮارد زﻳﺮ دﺳﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﻛﺮد‪.‬‬ ‫ﺑﺮ اﺳﺎس ﻃﺒﻴﻌﺖ ﺧﻮراﻛﻲ ﻛﻪ در ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد‪.‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي دوﺗﺎﻳﻲ )‪ – (Binary‬ﺧﻮراك ﺷﺎﻣﻞ ﻓﻘﻂ دو ﺗﺮﻛﻴﺐ اﺳﺖ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ – ﺧﻮراك ﺷﺎﻣﻞ ﺑﻴﺶ از دو ﺗﺮﻛﻴﺐ‬ ‫ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻌﺪاد ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي ﻣﺤﺼﻮل ﻛﻪ دارا ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﻣﺤﺼﻮﻟﻲ – ﺑﺮﺟﻲ ﻛﻪ داراي ﺑﻴﺶ از دو ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺤﺼﻮل ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﻳﻚ ﺧﻮراك اﺿﺎﻓﻲ وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺮاي ﻛﻤﻚ ﺑﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘﺮ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﻴﺮد‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ اﺳﺘﺨﺮاﺟﻲ –ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺧﻮراك اﺿﺎﻓﻲ در ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺧﻮراك آﺷﻜﺎر ﻣﻲﺷﻮد‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ آزﺋﻮﺗﺮوﭘﻴﻚ – ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺧﻮراك اﺿﻔﻲ در ﺑﺎﻻي ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺤﺼﻮل آﺷﻜﺎر ﻣﻲﺷﻮد‬ ‫اﻧﻮاع داﺧﻠﻲ ﺑﺮجﻫﺎ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﺳﻴﻨﻲ دار – ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺑﺎ ﻃﺮاﺣﻲﻫﺎي ﻣﺘﻔﺎوت ﺑﺮاي ﻧﮕﻪداﺷﺘﻦ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻤﺎس ﺑﻬﺘﺮ ﺑﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر و‬ ‫ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد ﺗﺎ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘﺮي را داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﻢ‪.‬‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﺮﺷﺪه – ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺑﻪ ﺟﺎي ﺳﻴﻨﻲ از ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ )‪ (Packing‬اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد ﺗﺎ ﺗﻤﺎس ﺑﻬﺘﺮي ﺑﻴﻦ دو ﻓﺎز ﺑﺨـﺎر و‬ ‫ﻣﺎﻳﻊ اﻳﺠﺎد ﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺗﺠﻬﺰات و راهاﻧﺪازي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﭘﺎﻳﻪ‬ ‫اﺟﺰاء اﺻﻠﻲ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ‬

‫ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ از ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺟﺰء ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪهاﻧﺪ‪ ،‬ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻳﻦ ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺑﺮاي اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت و ﻳﺎ ﻛﻤﻚ ﺑـﻪ اﻧﺘﻘـﺎل ﻣـﻮاد ﻣـﻮرد‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد‪ .‬ﻳﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺷﺎﻣﻞ ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺟﺰء ﻋﻤﺪه ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪:‬‬ ‫ﻳﻚ ﭘﻮﺳﺘﻪ اﻓﻘﻲ‪ ،‬ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي اﺟﺰاء ﻣﺎﻳﻊ در آن اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘﺪ‪.‬‬ ‫ﺑﺮج دروﻧﻲ ﻣﺜﻞ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ )‪ (Tray/Plate‬و ﻳﺎ ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ )‪ (Packing‬ﻛﻪ ﺑﺮاي ﻛﻤﻚ ﺑﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي اﺟﺰاء ﻣﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده‬ ‫ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد‪.‬‬

‫‪3‬‬

‫ﻳﻚ ﺟﻮشآور )‪ (Reboiler‬ﺑﺮاي ﺗﺎﻣﻴﻦ ﺑﺨﺎر ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺑﺮاي ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺗﻘﻄﻴﺮ‪.‬‬ ‫ﻳﻚ ﭼﮕﺎﻟﻨﺪه )‪ (Condenser‬ﺑﺮاي ﺳﺮد ﻛﺮدن و ﭼﮕﺎﻟﻴﺪن ﺑﺨﺎري ﻛﻪ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج را ﺗﺮك ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬ ‫ﻳﻚ ﻇﺮف ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ )‪ (Reflux Drum‬ﺑﺮاي ﻧﮕﻬﺪاري ﺑﺨـﺎر ﭼﮕﺎﻟﻴـﺪه ﺷـﺪه ﺧﺮوﺟـﻲ از ﭼﮕﺎﻟﻨـﺪه و ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻦ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎزﮔﺸﺘﻲ ﺑﻪ داﺧﻞ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ‪.‬‬ ‫ﭘﻮﺳﺘﻪ اﻓﻘﻲ ﻛﻪ ﺟﺎﻳﮕﺎه اﺟﺰاء داﺧﻠﻲ ﺑﺮج اﺳﺖ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﭼﮕﺎﻟﻨﺪه و ﺟﻮشآور‪ ،‬ﻳﻚ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ را ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲدﻫﻨـﺪ‪ .‬ﻳـﻚ ﻧﻤـﺎي‬ ‫ﺷﻤﺎﺗﻴﻚ از ﻳﻚ واﺣﺪ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺑﺎ ﻳﻚ ﺟﺮﻳﺎن ﺧﻮراك و دو ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺤﺼﻮل در ﺷﻜﻞ زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫راهاﻧﺪازي و اﺻﻄﻼﺣﺎت ﻓﻨﻲ ﭘﺎﻳﻪ‬ ‫ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﻛﻪ ﻣﻮرد ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺧﻮراك ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد و ﻣﻌﻤﻮﻻً در ﺟﺎﻳﻲ ﻧﺰدﻳﻚ وﺳـﻂ ﺑـﺮج وارد ﻳـﻚ‬ ‫ﺳﻴﻨﻲ ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك آﻧﺮا ﻣﻲﺷﻨﺎﺳﻴﻢ‪ .‬ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك ﺑﺮج را ﺑﻪ دو ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻي )ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨﻲﺳﺎزي ﻳﺎ ﺗﺼﻔﻴﻪ‬ ‫–‪ (Enriching or Rectification‬و ﻗﺴﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ )ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي‪ (Stripping -‬ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﻛﻨـﺪ‪ .‬ﺟﺮﻳﺎﻧـﺎت ﺧـﻮراك ﺑـﻪ‬ ‫ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺗﺎ ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ در ﭘﺎﻳﻴﻦ در ﺟﻮشآور ﺟﻤﻊ ﺷﻮﻧﺪ‪.‬‬ ‫ﺣﺮارت ﻓﺮﺳﺘﺎده ﺷﺪه ﺑﻪ ﺟﻮشآور ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﺨﺎر ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣـﻲﮔﻴـﺮد‪.‬‬ ‫ﻣﻨﺒﻊ ﺣﺮارﺗﻲ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻫﺮ ﺳﻴﺎل ﻣﻨﺎﺳﺐ‪ ،‬ﻛﻪ در ﻛﺎرﺧﺎﻧﺠﺎت ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ اﻏﻠـﺐ از ﺑﺨـﺎر‬ ‫ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺑﺨﺎر ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از ﺟﻮشآور ﻣﺠﺪد ﺑﻪ واﺣﺪ )ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑـﺮج(‬ ‫ﺑﺎزﻣﻲﮔﺮدد‪ .‬ﻣﺎﻳﻌﻲ ﻛﻪ از ﺟـﻮشآور ﺣـﺬف ﻣـﻲﺷـﻮد ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﻣﺤـﺼﻮل ﭘـﺎﻳﻴﻨﻲ‬ ‫)‪ (Bottom Product‬ﻳﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺎده ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ )‪ (Bottoms‬ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬

‫‪4‬‬

‫ﺑﺨﺎري ﻛﻪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﻣﻲرود و از ﺑﺎﻻي واﺣـﺪ‬ ‫ﺧﺎرج ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬ﺑـﻪ وﺳـﻴﻠﻪ ﭼﮕﺎﻟﻨـﺪه ﺳـﺮد ﻣـﻲﺷـﻮد‪ .‬ﻣـﺎﻳﻊ‬ ‫ﭼﮕﺎﻟﻴﺪه ﺷﺪه در ﻇﺮف ﻛﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻇﺮف ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔـﺸﺘﻲ‬ ‫)‪ (Reflux Drum‬ﻣــﻲﺷﻨﺎﺳــﻴﻢ‪ ،‬ﻧﮕﻬــﺪاري ﻣــﻲﺷــﻮد‪.‬‬ ‫ﻣﻘــﺪاري از اﻳــﻦ ﻣــﺎﻳﻊ ﺑﺎزﻳﺎﻓــﺖ ﺷــﺪه و ﺑــﻪ ﺑــﺎﻻي ﺑــﺮج‬ ‫ﺑﺎزﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ ﺑﻪ آن ﺑﺎزﮔﺸﺘﻲ )‪ (Reflux‬ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﻣﺎﻳﻊ ﭼﮕﺎﻟﻴﺪه ﺷﺪه ﻛﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ را ﺗﺮك ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺑﻪ ﻋﻨـﻮان ‪Distillate‬‬ ‫ﻳﺎ ﻣﺤﺼﻮل ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻣﻲﺷﻨﺎﺳﻴﻢ‪.‬‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ‪ ،‬ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت داﺧﻠﻲ )‪ ،(Internal Flows‬ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻌﻲ در ﻃﻲ ﻳـﻚ ﺑـﺮج اﺳـﺖ و ﺟﺮﻳﺎﻧـﺎت ﺧـﺎرﺟﻲ ) ‪External‬‬ ‫‪ (Flows‬ﻫﻤﭽﻮن ﺧﻮراكﻫﺎ و ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺤﺼﻮل ﻛﻪ وارد و ﺧﺎرج ﺑﺮج ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫اﺟﺰاء دورﻧﻲ ﺑﺮج )‪(Column Internal‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ و ﺻﻔﺤﻪﻫﺎ )‪(Trays & Plates‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ و ﺻﻔﺤﻪﻫﺎ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﺟﺎي ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺑﻪ ﻛﺎر ﺑﺮد‪ .‬ﻣﻮارد زﻳﺎدي از اﻧﻮاع ﻃﺮاﺣﻲﻫﺎي ﺳﻴﻨﻲ وﺟﻮد دارد و ﻣﻮارد ﻣﻌﻤـﻮل‬ ‫آن ﺑﻪ ﻗﺮار زﻳﺮ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻓﻨﺠﺎﻧﻚ ﺣﺒﺎب )‪(Bubble Cap Trays‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲ ﻓﻨﺠﺎﻧﻚ ﺣﺒﺎب ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻋﻤﻮدي )‪ ( Riser or Chimney‬ﻛﻪ ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﻳﻚ از ﻣﻨﺎﻓﺬ )ﺳﻮراخﻫﺎ( ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪،‬‬ ‫و ﻳﻚ ﻓﻨﺠﺎن اﻳﻦ ﻟﻮﻟﻪ )‪ (Riser‬را ﭘﻮﺷﺎﻧﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻓﻨﺠﺎن ﻛﻪ ﺳﻮار ﺷﺪه اﺳﺖ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻓﻀﺎﺋﻲ ﺑﻴﻦ ﻟﻮﻟﻪ‬ ‫و ﻓﻨﺠﺎن وﺟﻮد دارد ﻛﻪ اﺟﺎزه ﻋﺒﻮر ﺑﺨﺎر را ﻣﻲدﻫﺪ‪ .‬ﺑﺨﺎري ﻛﻪ از ﺑﻴﻦ ﻟﻮﻟﻪ ﺻﻌﻮد‬ ‫ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺑﻪ واﺳﻄﻪ ﻓﻨﺠﺎن روي ﻟﻮﻟﻪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﺷـﻮد ﺳـﺮاﻧﺠﺎم از‬ ‫ﺑﻴﻦ ﺷﻴﺎرﻫﺎي ﻓﻨﺠﺎن ﺗﺨﻠﻴﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬و در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺣﺒﺎب از ﺑـﻴﻦ ﻣـﺎﻳﻊ‬ ‫روي ﺳﻄﺢ ﺳﻴﻨﻲ ﻋﺒﻮر ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬

‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي واﻟﻮي )‪(Valve Trays‬‬ ‫در ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي واﻟﻮي ﻋﻤﻞ ﺳﻮراخﻫﺎ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻓﻨﺠـﺎنﻫـﺎي ‪ Liftable‬ﺻـﻮرت‬ ‫ﻣﻲﮔﻴﺮد‪ .‬ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت ﺑﺨﺎر ﻓﻨﺠﺎنﻫﺎ را ﺑﺎﻻ ﺑﺮده و ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺧﻮدﺑﻪﺧﻮد ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺟﺮﻳﺎن را‬ ‫ﺑﺮاي ﻋﺒﻮر ﺑﺨﺎر ﺑﻪوﺟﻮد ﻣﻲآورد‪ .‬ﻓﻨﺠﺎنﻫﺎي ﺑﺎﻻ آﻣﺪه ﺑﺨﺎر را ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻚ ﺟﺮﻳﺎن‬ ‫اﻓﻘﻲ در ﻣﺎﻳﻊ ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ ،‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﺧﺘﻼط ﺑﻬﺘﺮي ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﻴﻨﻲﻫـﺎي ﻏﺮﺑـﺎﻟﻲ‬ ‫)‪ (Sieve Trays‬را ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻏﺮﺑﺎﻟﻲ )‪(Sieve Trays‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻏﺮﺑﺎﻟﻲ ﺻﻔﺤﺎت ﺳﺎدهاي ﺑﺎ ﺳﻮراخﻫـﺎﻳﻲ در داﺧـﻞ آن ﻫـﺴﺘﻨﺪ‪ .‬ﺑﺨـﺎر ﺑـﻪ‬ ‫ﺻﻮرت ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ روﺑﻪ ﺑﺎﻻ از ﺑﻴﻦ ﻣﺎﻳﻊ روي ﺻﻔﺤﻪ ﻋﺒﻮر ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬آراﻳﺶ‪ ،‬ﺗﻌـﺪاد و‬ ‫اﻧﺪازه ﺳﻮراخ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬

‫ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﺑﺎزده آﻧﻬﺎ‪ ،‬داﻣﻨﻪ وﺳﻴﻊ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ‪ ،‬ﺳﻬﻮﻟﺖ در ﻧﮕﻬﺪاري و ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎي ﻫﺰﻳﻨﻪ‪ ،‬ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻏﺮﺑﺎﻟﻲ و ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي واﻟـﻮي در‬ ‫ﺧﻴﻠﻲ از ﻣﻮارد ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻓﻨﺠﺎﻧﻚ ﺣﺒﺎب ﺷﺪهاﻧﺪ‪.‬‬ ‫ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ در ﺑﺮج ﺳﻴﻨﻲ دار‬ ‫ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﻣﺤﺪود در اداﻣﻪ‪ ،‬ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﻣﺴﻴﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ از ﻣﻴﺎن ﺳﻴﻨﻲ و ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﺑﺮج ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬

‫ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ داراي دو ﻣﺠﺮا ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ ،‬ﻳﻜﻲ از آﻧﻬﺎ در ﻛﻨﺎر ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ‪) Downcomers‬ﮔﺬرﮔﺎه ﺳﻘﻮط( ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﻣﺎﻳﻊ از‬ ‫ﺑﻴﻦ ﮔﺬرﮔﺎه ﺳﻘﻮط در اﺛﺮ ﻧﻴﺮوي ﮔﺮاﻧﺶ ﺑﻪ ﺳﻴﻨﻲ زﻳﺮﻳﻦ ﺳﻘﻮط ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮ روي ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﻫﺮ ﺻﻔﺤﻪ در ﺷﻜﻞ ﺳﻤﺖ راﺳﺖ‬ ‫ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪6‬‬

‫ﻳﻚ ﺑﻨﺪ )‪ (Weir‬اﺳﺖ ﻛﻪ اﻏﻠﺐ ﺑﺮاي ﺗﺎﻣﻴﻦ ارﺗﻔﺎع ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﺳـﻴﻨﻲ وﺟـﻮد دارد‬ ‫در ﻧﺘﻴﺠﻪ اﻳﻦ ﺑﻨﺪ ﻓﻨﺠﺎﻧﻚﻫﺎي ﺣﺒﺎب )‪ (Bubble Caps‬ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﭘﻮﺷﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ‪.‬‬ ‫ﻣﻮاد ﺳﺒﻚﺗﺮ‪ ،‬ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت ﺑﺨﺎر ﺻﻌﻮدي ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﺑﺮج ﺣﺮﻛﺖ ﻛﺮده و ﺑـﺮاي ﻋﺒـﻮر از ﻣﻴـﺎن‬ ‫ﻣﺎﻳﻊ ﻧﻴﺮو وارد ﻣﻲﻛﻨﺪ ﻛﻪ اﻳﻦ ﺑﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﺳﻮراخﻫﺎي روي ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ اﻳﺠﺎد ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﻣﻨﻄﻘﻪاي ﻛﻪ‬ ‫اﺟﺎز ﻋﺒﻮر ﺑﺨﺎر را ﺑﺮوي ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ ﻣـﻲدﻫـﺪ‪ ،‬ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻓﻌـﺎل ﺳـﻴﻨﻲ )‪(Active Tray Area‬‬ ‫ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺗﺼﻮﻳﺮ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ‪ ،‬ﻋﻜﺴﻲ از ﻳﻚ ﺑﺮج آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ ﻛـﻪ‬ ‫ﺑﺎ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻓﻨﺠﺎﻧﻚ ﺣﺒﺎب ﺗﺠﻬﻴـﺰ ﺷـﺪه اﺳـﺖ را ﻧـﺸﺎن‬ ‫ﻣﻲدﻫﺪ‪ .‬ﺗﻨﻬﺎ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺎﻻي ﭼﻬﺎر ﻓﻨﺠﺎﻧﻚ ﺣﺒﺎب را ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻛﺮد‪ .‬ﮔﺬرﮔﺎه ﺳـﻘﻮط )‪Down-‬‬ ‫‪ (Comer‬در اﻳﻦ ﻣﻮرد ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻛﻒ ﻛـﺮدن‬ ‫ﻣﺎﻳﻊ در ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻓﻌﺎل ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﺳﺒﺐ ﻋﺒﻮر ﺑﺨﺎر از ﺳﻴﻨﻲ زﻳﺮﻳﻦ اﺳﺖ ﻣﺜـﻞ ﺣﺎﻟـﺖ ﺑـﻪ ﺟـﻮش‬ ‫آﻣﺪن ﻣﺎﻳﻊ‪.‬‬ ‫ﺑﺎ ﻋﺒﻮر ﺑﺨﺎر داغﺗﺮ از ﺑﻴﻦ ﻣﺎﻳﻊ در ﺳﻴﻨﻲ ﺑﺎﻻﻳﻲ‪ ،‬اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﻣﺎﻳﻊ ﻧﻴﺰ اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘـﺪ‪.‬‬ ‫در اﺛﺮ اﻳﻦ ﻋﻤﻞ ﺑﺨﺸﻲ از ﺑﺨﺎر ﭼﮕﺎﻟﺶ ﺷﺪه و ﺑﻪ ﻣﺎﻳﻊ روي ﺳﻴﻨﻲ اﻓﺰوده ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﻣﺎﻳﻊ ﭼﮕﺎﻟﺶ ﺷﺪه )‪ (Condensate‬ﻧـﺴﺒﺖ‬ ‫ﺑﻪ ﺑﺨﺎر از ﻣﻮاد ﺑﺎ ﻓﺮارﻳﺖ ﻛﻤﺘﺮ ﻏﻨﻲﺗﺮ اﺳﺖ‪ .‬ﭼﻮن ﺣﺮارت ورودي از ﺑﺨﺎر اﺳﺖ‪ ،‬ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻪﺟﻮش آﻣـﺪه و ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﺑﺨـﺎر‬ ‫ﺑﻴﺸﺘﺮي ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻌﺪي ﺳﺘﻮن ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺻﻌﻮد ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ ،‬در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ از ﻣﻮاد ﻓﺮار ﺑﻴﺸﺘﺮي ﻏﻨﻲ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬اﻳﻦ‬ ‫ﺗﻤﺎس ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺑﻴﻦ ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ ﺑﺮج اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘﺪ و ﻣﻮﺟﺐ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻴﻦ اﺟﺰاء ﺳﺎزﻧﺪه ﺑﺎ ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﭘﺎﻳﻴﻦ و ﺑﺎ‬ ‫اﺟﺰاء ﺳﺎزﻧﺪه ﺑﺎ دﻣﺎي ﺑﺎﻻ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﻴﻨﻲ‬ ‫ﻳﻚ ﺳﻴﻨﻲ در اﺻﻞ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻧﻴﻤﻪ‪ -‬ﺑﺮج )‪ (Mini-column‬ﻋﻤﻞ ﻛﺮده‪ ،‬ﻛﻪ اﻧﺠﺎم ﻳﻚ ﺟﺰء از وﻇﻴﻔﻪ ﺟﺪاﺳـﺎزي را ﺑـﺮ‬ ‫ﻋﻬﺪه دارد‪ .‬از اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﻣﻲﺗﻮان اﺳﻨﺘﺒﺎط ﻛﺮد ﻛﻪ اﮔﺮ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﺑﻴﺸﺘﺮي وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﺷـﺪه و ﺑـﺎزده‬ ‫ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻮﺛﺮ واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ دارد‪ .‬ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺑﺮاي ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻛﺮدن ﺗﻤﺎس ﻣﺎﻳﻊ‪ -‬ﺑﺨﺎر ﺑـﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ ﻣـﻮارد زﻳـﺮ‪،‬‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﺷﺪهاﻧﺪ‬ ‫ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﺎﻳﻊ و‬ ‫ﺗﻮزﻳﻊ ﺑﺨﺎر‬

‫‪7‬‬

‫ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ‪ .‬زﻳﺮا ﺗﻤﺎس ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻬﺘﺮ ﻳﻌﻨﻲ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘﺮ ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﺳﻴﻨﻲ‪ ،‬ﻛﻪ ﺗﺮﺟﻤﺎن ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﻬﺘﺮ ﺑﺮج ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻛﻤﺘﺮ ﻣﺴﺘﻠﺰم ﺑﺪﺳﺖ آوردن درﺟﻪ ﻣﺸﺎﺑﻪ )ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ( از ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺖ‪ .‬ﻣﺰاﻳﺎي واﺑﺴﺘﻪ ﺷﺎﻣﻞ ﺑﻪﻛﺎر ﺑﺮدن اﻧـﺮژي ﻛﻤﺘـﺮ و‬ ‫ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺳﺎﺧﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬

‫ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﺎﻳﻊ‪ -‬ﮔﺮاﻧﺸﻲ )ﭼﭗ(‪ ،‬اﺳﭙﺮي )راﺳﺖ(‬ ‫ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ )‪(Packing‬‬ ‫ﻳﻚ روش ﺑﺮاي ﺑﻬﺒﻮد ﺟﺪاﺳﺎزي وﺟﻮد دارد ﻛﻪ ﺗﻜﻤﻴﻞ ﻛﺮدن اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﭘﺮﻛﻦ ﻣﻲﺑﺎﺷـﺪ‪ .‬ﭘـﺮﻛﻦﻫـﺎ ﺗﺠﻬﻴـﺰات‬ ‫)اﺑﺰار( اﺛﺮ ﻧﺎﭘﺬﻳﺮي )‪ (Passive‬ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺮاي اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﻄﺢ ﺗﻤﺎس ﻣﺎﺑﻴﻦ ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ ﻃﺮاﺣﻲ ﺷـﺪهاﻧـﺪ‪ .‬ﺷـﻜﻞ زﻳـﺮ ﺳـﻪ ﻧـﻮع‬ ‫ﻣﺘﻔﺎوت از ﭘﺮﻛﻦ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ‪.‬‬

‫اﻳﻦ اﺷﻜﺎل ﺳﻬﻢ ﻋﻤـﺪهاي را در ﺑﻬﺒـﻮد‬ ‫ﺗﻤﺎس ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ دارﻧﺪ ﺣﺘﻲ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ اﺷﻜﺎل ﻣﻨﺤﺼﺮ ﺑﻪﻓﺮدي از اﻳﻦ ﻧﻮع ﺑﺎ ﺗﻌﺪاد زﻳﺎد در ﻛﻨﺎر ﻫﻢ ﻗﺮار ﮔﻴﺮﻧﺪ ﺑﺪون اﻳﻨﻜـﻪ اﻓـﺖ‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺑﻴﺶ از اﻧﺪازه در ﻗﺴﻤﺖ ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ ﺷﻮﻧﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﻣﻬﻤﻲ اﺳﺖ ﭼﺮاﻛﻪ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎي ﻧﻴﺎز ﺑﻪ اﻧﺮژي ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﺮاي اﻧﺘﻘﺎل‬ ‫ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬

‫ﭘﺮﻛﻦ ﺳﺎﺧﺖ ﻳﺎﻓﺘﻪ )‪(Structured Packing‬‬

‫‪8‬‬

‫ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ در ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ‬ ‫در ﺣﺎﻟﺘﻲ ﻛﻪ ﺑﺮجﻫﺎي ﺳﻴﻨﻲ دار دﭼﺎر ﻣﺸﻜﻞ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻣﻲﺗﻮان آﻧﻬﺎ را ﺑﺎ ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﻛﺮد‪ .‬زﻳﺮا‪:‬‬ ‫ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻛﻨﻨﺪه ﻣﻨﻄﻘﻪ اﺿﺎﻓﻲ ﺑﺮاي ﺗﻤﺎس ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ‬ ‫ﺑﺎزده ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﺮاي ﺑﺮجﻫﺎ ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع ﻣﺸﺎﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﺮ ﺷﺪه ﻛﻮﺗﺎهﺗﺮ از ﺑﺮجﻫﺎي ﺳﻴﻨﻲ دار ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﭘﺮ ﺷﺪه را ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻤﺎس ﭘﻴﻮﺳـﺘﻪ )‪ (Continuous- Contact Columns‬ﻣـﻲﻧﺎﻣﻨـﺪ در ﺣﺎﻟﻴﻜـﻪ ﺑـﺮجﻫـﺎي‬ ‫ﺳﻴﻨﻲدار را ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻤﺎس ﻣﺮﺣﻠﻪاي )‪ (Staged- Contact Columns‬ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد زﻳﺮا ﺗﻤﺎس ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﻫـﺮ‬ ‫ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻣﺮﺣﻠﻪ از ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺻﻮرت ﻣﻲﮔﻴﺮد‪.‬‬ ‫ﺟﻮشآورﻫﺎي ﺑﺮج‬ ‫در اﻳﻨﺠﺎ ﺗﻌﺪادي از ﻃﺮاﺣﻲ ﻫﺎي ﺟﻮشآور وﺟﻮد دارد‪ .‬ﺑﻪ ﻫﺮﺣﺎل آﻧﻬﺎ ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ از اﻋﺘﻨﺎ ﻛﻨﻨﺪ ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﺗﺒﺎدﮔﺮ ﺣﺮارﺗـﻲ‪ ،‬ﻛـﻪ‬ ‫ﺣﺮارت ﻛﺎﻓﻲ ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺑﺮاي رﺳﻴﺪن ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش را ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬در زﻳﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي از اﻧﻮاع ﺟﻮشآورﻫﺎي ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ وﺟـﻮد‬ ‫دارد‪.‬‬

‫‪9‬‬

‫‪Tube bundle‬‬

‫‪Fitting a shell & Tube Heat Exchanger‬‬

‫‪Tubesheet‬‬ ‫ﻳﻚ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻧﻮﻳﻦ در ﻃﺮاﺣﻲ ﺟﻮشآورﻫﺎ‪ ،‬ﻣﺒﺪلﻫﺎي ﺣﺮارﺗﻲ ﭘﻮﺳﺘﻪ‬ ‫و ﻟﻮﻟﻪاي ﺧﻮد ﺗﻤﻴﺰﻛﻦ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛـﻪ ﺑـﻪ وﺳـﻴﻠﻪ ﻓـﻦآوري "‪"Klarex‬‬ ‫ﺑﺮاي ﻛﺎرﺑﺮد در ﺟﺎﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺳـﻄﻮح ﺗﺒـﺎدل ﺣـﺮارت در ﻣﻌـﺮض رﺳـﻮب‬ ‫رﺳﻮﺑﺎت ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺳﻴﺎل ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ‪ .‬ذرات را وارد ﺟﺮﻳـﺎن ﻓﺮآﻳﻨـﺪ‬ ‫ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ و آﻧﻬﺎ ﻋﻤﻞ ﺗﻤﻴﺰﻛﺎري ﺑﺮ روي ﺳﻄﻮح ﻣﺒﺪل ﺣﺮارﺗـﻲ را اﻧﺠـﺎم‬ ‫ﻣﻲدﻫﻨﺪ‪ .‬ﻳﻚ ﻣﺜﺎل در دﻳﺎﮔﺮام ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬ ‫) ﺑﺮاي اﻃﻼﻋﺎت ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ آدرس زﻳﺮ ﻣﺮاﺟﻌﻪ ﻛﻨﻴﺪ‪:‬‬ ‫) ‪http://www.rccostello.com/kralex.html‬‬

‫اﺻﻮل ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫ﺟﺪاﺳﺎزي اﺟﺰاء از ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﻪ اﺧﺘﻼف ﻧﻘﺎط ﺟﻮش اﺟﺰاء ﻣﻨﻔﺮد آن ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﻏﻠﻈـﺖ‬ ‫اﺟﺰاء ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪ ،‬در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﻣﺘﻔﺎوت ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ )ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺗﺮﻛﻴـﺐ درﺻـﺪ ﻣـﻮاد‬ ‫ﻣﻮﺟﻮد ﻧﻘﺎط ﺟﻮش و در واﻗﻊ داﻣﻨﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﻣﺎده ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ (.‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﺸﺨـﺼﺎت ﻓـﺸﺎر ﺑﺨـﺎر‬ ‫)‪ (Vapour Pressure‬ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪.‬‬

‫‪10‬‬

‫ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر و ﺟﻮش آﻣﺪن‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر ﻳﻚ ﻣﺎﻳﻊ در ﻳﻚ دﻣﺎي ﻣﺨﺼﻮص‪ ،‬ﻓﺸﺎر ﺗﻌﺎدﻟﻲ )‪ (Equilibrium pressure‬اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻣﻮﻟﻜﻮلﻫـﺎي‬ ‫ﻛﻪ ﺳﻄﺢ ﻣﺎﻳﻊ را ﺗﺮك ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ و ﻳﺎ ﺑﻪ آن وارد ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ اﻋﻤﺎل ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬در اﻳﻨﺠﺎ ﭼﻨﺪ ﻧﻜﺘﻪ ﻣﻬﻢ راﺟﻊ ﺑﻪ ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر وﺟﻮد دارد‪:‬‬ ‫اﻧﺮژي ورودي ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر را اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲدﻫﺪ‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺟﻮش ﻣﺮﺗﺒﻂ اﺳﺖ‬ ‫ﻳﻚ ﻣﺎﻳﻌﻲ ﻛﻪ ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد ﺑﻪ ﺟﻮش آﻣﺪه‪ ،‬زﻣﺎﻧﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر آن ﻣﻌﺎدل ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻴﻂ اﻃﺮاف آن ﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﭘﺲ ﺳﺎده اﺳﺖ ﻛﻪ ﺟﻮش آﻣﺪن ﻣﺎﻳﻌﺎت ﺑﻪ ﻓﺮّارﻳﺖ )‪ (Volatility‬آن ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‬ ‫ﻣﺎﻳﻌﺎت ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر ﺑﺎﻻ )ﻣﺎﻳﻌﺎت ﻓﺮّار( در دﻣﺎي ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮي ﺑﻪ ﺟﻮش ﻣﻲآﻳﻨﺪ‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر و از اﻳﻦ رو ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ‪ ،‬ﺑﻪ ﻣﻴﺰان ﻧﺴﺒﻲ اﺟﺰاء ﺗﺸﻜﻴﻞ دﻫﻨﺪه ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘﺪ زﻳﺮا ﻓﺮّارﻳﺖ اﺟﺰاءﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ‬ ‫دﻳﺎﮔﺮام ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش‬ ‫دﻳﺎﮔﺮام ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﭼﮕﻮﻧﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺗﻌﺎدل اﺟﺰاء در ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ در ﻳﻚ ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ ﺑﺎ دﻣﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﻳـﻚ‬ ‫ﻣﺜﺎل از ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ ﺷﺎﻣﻞ دو ﺟﺰء )‪ A‬و ‪ – (B‬ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دوﺟﺰﺋﻲ را ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ‪ A‬در ﺣﺎﻟﺘﻲ ﻛﻪ ﺟﺰء ﻣـﻮﻟﻲ آن ‪ 1‬اﺳـﺖ‪.‬‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ‪ B‬در ﺣﺎﻟﺘﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺟﺰء ﻣﻮﻟﻲ ‪ 0 ،A‬اﺳﺖ‪.‬‬ ‫در اﻳﻦ ﻣﺜﺎل ‪ A‬ﺟﺰﺋﻲ اﺳﺖ ﺑﺎ ﻓﺮارﻳﺖ ﺑﻴﺸﺘﺮ دﻣﺎي ﺟﻮش‬ ‫ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮي ﻧـﺴﺒﺖ ﺑـﻪ ‪ B‬دارد‪ .‬ﻣﻨﺤﻨـﻲ ﺑـﺎﻻﺗﺮ را ﻣﻨﺤﻨـﻲ‬ ‫ﻧﻘﻄــﻪ‪ -‬ﺷــﺒﻨﻢ )‪ (Dew- Point Curve‬و ﻣﻨﺤﻨــﻲ‬ ‫ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ را ﻣﻨﺤﻨـﻲ ﻧﻘﻄـﻪ‪ -‬ﺣﺒـﺎب ) ‪Bubble- Point‬‬ ‫‪ (Curve‬ﻣﻲﻧﺎﻣﻨﺪ‪.‬‬ ‫دﻣـﺎي ﺷـﺒﻨﻢ )‪ (Dew Point‬دﻣـﺎﻳﻲ اﺳـﺖ‬ ‫ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع ﺷﺮوع ﺑﻪ ﭼﮕﺎﻟﺶ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬ ‫دﻣﺎي ﺣﺒﺎب )‪ (Bubble Point‬دﻣﺎﻳﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺟﻮش آﻣﺪن ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬‬ ‫ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑﺎﻻي ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻧﻘﻄﻪ‪ -‬ﺷﺒﻨﻢ ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺗﻌﺎدﻟﻲ ﺑﺨﺎر ﻓﻮق ﮔﺮم )‪ (Super Heat‬و ﻣﻨﻄﻘﻪ زﻳﺮ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻧﻘﻄـﻪ‪-‬‬ ‫ﺣﺒﺎب ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺗﻌﺎدﻟﻲ ﻣﺎﻳﻊ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺳﺮد )‪ (Subcool‬ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻳﻚ ﻣـﺎﻳﻊ ﻣﺘـﺮاﻛﻢ ﺑـﺎ ﺟـﺰء‬ ‫ﻣﻮﻟﻲ ‪) A=0.4‬ﻧﻘﻄﻪ ‪ (A‬را ﺣﺮارت دﻫﻴﻢ‪ ،‬ﻏﻠﻈﺖ آن ﺛﺎﺑﺖ ﻣﻲﻣﺎﻧﺪ ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﻪ ﺣﺒﺎب )ﻧﻘﻄﻪ ‪ (B‬ﺑﺮﺳﺪ‪ ،‬ﺟﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺷﺮوع ﺑـﻪ‬

‫‪11‬‬

‫ﺟﻮش آﻣﺪن ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﺑﺨﺎرﻫﺎي ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺷﺪه در ﻃﻲ ﺟﻮش‪ ،‬داراي ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺗﻌـﺎدﻟﻲ در ﻧﻘﻄـﻪ ‪ C‬ﺧﻮاﻫﻨـﺪ ﺷـﺪ‪ ،‬ﺗﻘﺮﻳﺒـﺎً ﺟـﺰئ ﻣـﻮﻟﻲ‬ ‫‪ A=0.8‬ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ‪ 50%‬ﻏﻨﻲﺗﺮ از ‪ A‬در ﻣﺎﻳﻊ اﺻﻠﻲ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫اﻳﻦ ﺗﻔﺎوت ﺑﻴﻦ اﺟﺰاء ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ ﻣﺒﻨﺎي ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﻓﺮّارﻳﺖ ﻧﺴﺒﻲ‬ ‫ﻓﺮّارﻳﺖ ﻧﺴﺒﻲ‪ ،‬اﻧﺪازهﮔﻴﺮي اﺧﺘﻼف در ﻓﺮّارﻳﺖ ﺑﻴﻦ دو ﺗﺮﻛﻴﺐ و در واﻗﻊ ﺑﻴﻦ ﻧﻘﺎط ﺟﻮش آﻧﻬﺎ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﺳـﺨﺘﻲ ﻳـﺎ‬ ‫ﺳﺎدﮔﻲ ﺟﺪاﺳﺎزي واﻗﻌﻲ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ‪ .‬ﻓﺮّارﻳﺖ ﻧﺴﺒﻲ ﺟﺰء '‪ 'i‬ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺟﺰء '‪ 'j‬ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺟﺰء ﻣﻮﻟﻲ ﺗﺮﻛﻴﺐ'‪'i‬در ﺑﺨﺎر =‪yi‬‬ ‫ﺟﺰء ﻣﻮﻟﻲ ﺗﺮﻛﻴﺐ'‪'i‬در ﻣﺎﻳﻊ =‪xi‬‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﮔﺮ ﻓﺮّارﻳﺖ ﻧﺴﺒﻲ ﺑﻴﻦ دو ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻧﺰدﻳﻚ ﺑﻪ ﻋﺪد ‪ 1‬ﺑﻮد‪ ،‬ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه آن اﺳﺖ ﻛـﻪ‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر اﺟﺰاء ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺑﺴﻴﺎر ﺑﻪ ﻫﻢ ﻧﺰدﻳﻚ اﺳﺖ‪ .‬ﻛﻪ ﻣﻌﻨـﺎي آن ﻧﺰدﻳـﻚ ﺑـﻮدن ﻧﻘﻄـﻪ‬ ‫ﺟﻮش دو ﺗﺮﻛﻴﺐ اﺳﺖ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺟﺪاﺳﺎزي اﻳﻦ دو ﺟﺰء ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺸﻜﻞ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪.‬‬ ‫ﺗﻌﺎدل ﺑﺨﺎر ﻣﺎﻳﻊ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺮ اﺳﺎس وﻳﮋﮔﻲﻫﺎي ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت در ﻣﺨﻠﻮﻃﻲ ﻛﻪ ﻣﻲﺧﻮاﻫﻴﻢ ﺟﺪاﺳﺎزي ﻛﻨﻴﻢ ﺑﻨﺎ ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻨـﺎﺑﺮاﻳﻦ‬ ‫اﻧﺪازه‪ ،‬ﻣﺨﺼﻮﺻﺎً ارﺗﻔﺎع ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺮ اﺳﺎس داده ﺗﻌﺎدﻟﻲ ﺑﺨﺎر ﻣﺎﻳﻊ )‪ (VLE‬ﻣﺨﻠﻮطﻫﺎ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﻣﻨﺤﻨﻲﻫﺎي ﺗﻌﺎدﻟﻲ ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ )‪(VLE‬‬ ‫داده ‪ VLE‬ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ از دﻳﺎﮔﺮامﻫﺎي ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﺑﺪﺳﺖ ﻣـﻲآﻳـﺪ‪ .‬داده‬ ‫‪ VLE‬ﻣﺨﻠﻮطﻫﺎي دو ﺟﺰﺋﻲ اﻏﻠـﺐ ﺑـﻪ ﺻـﻮرت ﻳـﻚ ﻧﻤـﻮدار ﻧـﺸﺎن داده‬ ‫ﻣﻲﺷﻮد ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺷﻜﻞ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ‪ .‬ﻧﻤﻮدار ‪ VLE‬ﺑﻴﺎن ﻛﻨﻨﺪه ﻧﻘﻄﻪ‪ -‬ﺣﺒﺎب و‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ‪ -‬ﺷﺒﻨﻢ ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دو ﺟﺰﺋﻲ در ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ اﺳـﺖ‪ .‬ﺧـﻂ ﻣﻨﺤﻨـﻲوار را‬ ‫ﺧﻂ ﺗﻌﺎدﻟﻲ )‪ (Equilibrium Line‬ﻣﻲﻧﺎﻣﻨﺪ و ﺗﺸﺮﻳﺢ ﻛﻨﻨـﺪه ﺗﺮﻛﻴﺒـﺎت‬ ‫ﻣﺎﻳﻊ و ﺑﺨﺎر در ﺗﻌﺎدل در ﻓﺸﺎر ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫اﻳﻦ ﻧﻤﻮدار ‪ VLE‬ﻣﻨﺤﺼﺮ ﺑﻪﻓـﺮد‪ ،‬ﻳـﻚ ﻣﺨﻠـﻮط دوﺟﺰﺋـﻲ را ﺑـﺎ ﺗﻌـﺎدل‬ ‫ﻳﻜﺴﺎن ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻧـﺴﺒﻲ ﺟﺪاﺳـﺎزي‬ ‫ﺳﻬﻞ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬از ﺳﻮي دﻳﮕﺮ دو ﻧﻤﻮدار ﺑﻌﺪي ‪ ، VLE‬ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﻏﻴﺮ اﻳﺪهآل )‪ (Non- Ideal‬ﻛﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي آﻧﻬـﺎ‬ ‫ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺸﻜﻞﺗﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫اﻏﻠﺐ دﺳﻴﺴﻪﻫﺎي ﻣﻨﺤﻨﻲﻫﺎي ‪ VLE‬ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﻫﻢﺟﻮﺷﻲ )‪ (Azeotropic‬ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲآﻳـﺪ‪ .‬ﻳـﻚ ﻫـﻢﺟـﻮش‬ ‫)آزﺋﻮﺗﺮوپ( در ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ زﻣﺎﻧﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﻳﻌﻲ ﺑﺨﺎر ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻫﻤﺎن ﺟﺰئ را در ﻣﺎﻳﻊ ﻛﻨـﺪ‪ .‬در دو ﻧﻤـﻮدار ‪ VLE‬در‬ ‫زﻳﺮ‪ ،‬دو ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻣﺘﻔﺎوت ﻫﻢﺟﻮش )آزﺋﻮﺗﺮوپ( ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه ﻳﻜﻲ ﺑﺎ ﻛﻤﻴﻨﻪ )ﻣﻴﻨﻴﻤﻢ( ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش و دﻳﮕﺮي ﺑﺎ ﺑﻴﺸﻴﻨﻪ )ﻣـﺎﻛﺰﻳﻤﻢ(‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ ﺟﻮش ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬در ﻫﺮ دوي ﻧﻤﻮدارﻫﺎ‪ ،‬ﻣﻨﺤﻨﻲﻫﺎي ﺗﻌﺎدل ﺧﻄﻮط ﻣﻮرب را ﻗﻄﻊ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ و آﻧﻬﺎ ﻧﻘﺎط ﻫـﻢﺟﻮﺷـﻲ‬ ‫ﻛﻪ ﻫﻢﺟﻮﺷﻲ در آﻧﻬﺎ اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘﺪ‪ ،‬ﺑﻪ ﺑﻴﺎن دﻳﮕﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢةاي ﻫﻢﺟﻮﺷﻲ در ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ‪ VLE‬در ﺟﺎﻳﻲ ﻣﻨﺤﻨـﻲ ﺗﻌـﺎدل ﺧﻄـﻮط‬ ‫ﻣﻮرب را ﻗﻄﻊ ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺑﻪوﺟﻮد ﻣﻲآﻳﺪ‪) .‬ﻣﺘﺮﺟﻢ‪ :‬ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻌﺮﻳﻒ آزﺋﻮﺗﺮوپ در ﻛﺘﺎب ﺗﺮﻣﻮدﻳﻨﺎﻣﻴـﻚ ﻣﻬﻨﺪﺳـﻲ ﺷـﻴﻤﻲ ﭼﻨـﻴﻦ آﻣـﺪه‬ ‫اﺳﺖ‪:‬آزﺋﻮﺗﺮوپ‪ ،‬ﻧﻘﻄﻪ ﻫﻤﺠﻮﺷﻲ اﺳﺖ در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻓﺎزﻫﺎي ﻣﺎﻳﻊ و ﺑﺨﺎر داراي اﺟﺰاء ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ‪ ،‬در ﻧﻘﻄﻪ آزﺋﻮﺗﺮوپ ﻧﻤﻲﺗـﻮان‬ ‫ﺟﺪاﺳﺎزي اﻧﺠﺎم داد‪(.‬‬

‫ﺧﻄﻮط ﻣﻮرب در واﻗﻊ ﺧﻂ ﻧﻴﻤﺴﺎز ﻧﻤﻮدار ‪ VLE‬ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﻫﺮ دوي ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه‪ ،‬از ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﻫﻤﮕﻦ آزﺋﻮﺗﺮوپ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻳﻚ ﻫﻢﺟﻮش )آزﺋﻮﺗﺮوپ( ﺷﺎﻣﻞ ﻳﻚ‬ ‫ﻓﺎز ﻣﺎﻳﻊ در ﺗﻤﺎس ﺑﺎ ﺑﺨﺎر ﻫﻤﺎن ﻣﺎﻳﻊ اﺳﺖ را ﻫﻢﺟﻮش )آزﺋﻮﺗﺮوپ(ﻫﻤﮕﻦ ﻣﻲﻧﺎﻣﻨﺪ‪ .‬ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﻢﺟﻮش ﻫﻤﮕﻦ را ﻧﻤﻲﺗﻮان ﺑـﻪ‬

‫‪13‬‬

‫وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﺟﺪا ﻛﺮد‪ .‬ﺑﻪ ﻫﺮﺣﺎل‪ ،‬ﺑﺮجﻫﺎي ﺧﻼء ) ‪ (Vacuum distillation‬را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻋﻨـﻮان ﺳﻴـﺴﺘﻢ‬ ‫ﻓﺸﺎر ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻧﻘﻄﻪ ﻫﻢﺟﻮﺷﻲ را ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻛﻨﺪ ﺑﻪ ﻛﺎر ﺑﺮد‪ .‬ﻣﺘﻨﺎوﺑﺎً ﺑﺎ اﺿـﺎﻓﻪ ﻛـﺮدن‪ ،‬ﻳـﻚ ﻣـﺎده اﺿـﺎﻓﻲ )اﻓﺰودﻧـﻲ( ﻧﻘﻄـﻪ‬ ‫ﻫﻢﺟﻮﺷﻲ را ﺑﻪ ﻳﻚ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﻣﻄﻠﻮﺑﺘﺮ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻛﺮد‪.‬‬ ‫وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻣﺎده اﻓﺰودﻧﻲ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﻣﺤﺴﻮﺳﻲ در ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﻇﺎﻫﺮ ﺷﻮد‪ ،‬ﻋﻤﻠﻴـﺎت را ﺗﻘﻄﻴـﺮ ﻫﻤﺠﻮﺷـﻲ ) ‪Azeotropic‬‬ ‫‪ (Distillation‬ﻣﻲﻧﺎﻣﻨﺪ‪.‬‬ ‫وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻣﺎده اﻓﺰودﻧﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ در ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮج ﻇﺎﻫﺮ ﺷﻮد‪ ،‬ﻋﻤﻠﻴﺎت را ﺗﻘﻄﻴﺮ اﺳـﺘﺨﺮاﺟﻲ )‪(Extractive Distillation‬‬ ‫ﻣﻲﻧﺎﻣﻨﺪ‪.‬‬ ‫ﻣﻨﺤﻨﻲ ‪ VLE‬ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫـﻢﺟـﻮش ﺑـﻪ‬ ‫وﺟــﻮد آﻣــﺪه اﺳــﺖ‪ ،‬در اﻳــﻦ ﻣــﻮرد ﻳــﻚ ﻫــﻢﺟــﻮش ﻏﻴــﺮ ﻫﻤﮕــﻦ‬ ‫)‪ (Heterogeneous Azeotrope‬ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻫﻢﺟﻮشﻫﺎي ﻏﻴـﺮ‬ ‫ﻫﻤﮕﻦ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻜﻪ ﺗﺨﺖ آﻧﻬـﺎ ﺑـﺮ روي ﻣﻨﺤﻨـﻲ ﺗﻌـﺎدﻟﻲ‬ ‫ﺗﺸﺨﻴﺺ داد‪ .‬آﻧﻬﺎ را ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺑﺎ دو ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴـﺮ ﺟﺪاﺳـﺎزي ﻛـﺮد از‬ ‫آﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺗﺮﻛﻴﺐ دو ﻓﺎز ﻣﺎﻳﻊ داراي ﺗﻔـﺎوتﻫـﺎي ﮔـﺴﺘﺮده در‬ ‫ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻓﺎزﻫﺎ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺎﻧﻚﻫﺎي ﺗﻪﻧـﺸﻴﻨﻲ‬ ‫ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﻘﺘﻀﻲ ﺟﺪا ﻛﺮد‪.‬‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از داده ‪ VLE‬ﻣﺨﻠﻮﻃﻲ ﻛﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺷﻮد ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ‪ .‬ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﻌـﺎدﻟﻲ ﻣـﺎﻳﻊ‪ -‬ﺑﺨـﺎر )ﻛـﻪ‬ ‫اﺷﺎره ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﻌﺎدﻟﻲ اﺳﺖ( ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻨﺪه ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺑﺮاي ﺟﺪاﺳﺎزي‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع را ﺑﺎ ﺑﻪﻛﺎر ﺑﺮدن روش ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ )‪ (McCabe- Thiele‬ﺑـﺮاي ﻃﺮاﺣـﻲ ﻳـﻚ ﺑـﺮج دوﺟﺰﺋـﻲ روﺷـﻦ‬ ‫ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫روش ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ‬

‫ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ ﻳﻚ دﻳﺪﮔﺎه ﻣﻨﺤﺼﺮ ﮔﺮاﻓﻴﻜﻲ اﺳﺖ و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻤﻮدار ‪ VLE‬ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ ﺗﺌﻮري ﻣﻮرد ﻧﻴـﺎز ﺑـﺮاي ﻋﻤـﻞ‬ ‫ﺟﺪاﺳﺎزي ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دوﺟﺰﺋﻲ ﺻﻮرت ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﮔﻴﺮد‪ .‬اﻟﺒﺘﻪ ﺑﺎ ﻓﺮض ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﺑﺖ ﻣـﻮﻟﻲ )‪(Constant Molar Overflow‬‬ ‫و ﻛﻪ اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع دﻻﻟﺖ ﺑﺮ ﻣﻮارد زﻳﺮ دارد‪:‬‬ ‫ﮔﺮﻣﺎي ﻣﻮﻟﻲ ﺗﺒﺨﻴﺮ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﺑﻪ ﻃﻮر ﺗﻘﺮﻳﺒﻲ ﻣﺸﺎﺑﻪ اﺳﺖ‬ ‫اﺛﺮات ﺣﺮارﺗﻲ )ﺣﺮارت اﻧﺤﻼل‪ ،‬ﻫﺪر رﻓﺘﻦ ﺣﺮارت در داﺧﻞ و ﺧﺎرج و‪ (...‬ﻗﺎﺑﻞ اﻏﻤﺎض ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﺑﺮاي ﻫﺮ ﻣﻮل ﺑﺨﺎر ﭼﮕﺎﻟﺶ ﺷﺪه‪ ،‬ﻳﻚ ﻣﻮل از ﻣﺎﻳﻊ ﺗﺒﺨﻴﺮ ﺷﺪه‬ ‫روﻧﺪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺴﻴﺎر ﺳﺎده اﺳﺖ‪ ،‬ﺑﺎ ﻣﻌﻠﻮم ﺑﻮدن دﻳﺎﮔﺮام ‪ VLE‬ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دوﺟﺰﺋﻲ‪ ،‬در اﺑﺘﺪا ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ را رﺳﻢ ﻣﻲﻛﻨﻴﻢ‪.‬‬ ‫‪14‬‬

‫ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان رواﺑﻂ ﻣﻮازﻧﻪ ﺟﺮم ﺑﻴﻦ ﻓﺎزﻫﺎي ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ در ﺑﺮج ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮد‬ ‫در اﻳﻦﺟﺎ ﻳﻚ ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ از ﻗﺴﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ )ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي( ﺑﺮج و ﻳﻜﻲ از ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻي )ﻏﻨﻲﺳﺎزي( ﺑﺮج وﺟﻮد دارد‬ ‫ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻓﺮض ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻮﻟﻲ ﺛﺎﺑﺖ‪ ،‬ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺧﻄﻮط ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ )ﺑﺪون ﺧﻤﻴﺪﮔﻲ( در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد‬ ‫ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨﻲﺳﺎزي‬ ‫ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨﻲﺳﺎزي ﺑﺮ اﺳﺎس روش اراﺋﻪ ﺷﺪه رﺳﻢ ﻣﻲﮔﺮدد‪ .‬در اﺑﺘﺪا ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺤﺼﻮل ﻣﻄﻠﻮب ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﺑـﺮ‬ ‫روي دﻳﺎﮔﺮام ‪ VLE‬ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد و ﻳﻚ ﺧﻂ ﻋﻤﻮدي ﻛﺸﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﺗﺎ ﺟﺎﺋﻴﻜﻪ ﺧﻂ ﻣﻮرب را ﻗﻄﻊ ﻛﻨـﺪ و ﻧﻤـﻮدار ‪ VLE‬را‬ ‫ﺑﻪ دو ﻧﻴﻤﻪ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻳﻚ ﺧﻂ ﺑﺎ ﺷﻴﺐ )‪ R/(R+1‬از ﻧﻘﻄﻪ ﺗﻘﺎﻃﻊ ﻛﺸﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ در دﻳﺎﮔﺮام زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪ R‬ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﻣﻴﺰان ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ )‪ (L‬ﺑﻪ ﺟﺮﻳـﺎن ﺗﻘﻄﻴـﺮ ﺷـﺪه )‪ (D) (Distillate‬ﻛـﻪ ﺑـﻪ آن ﻧـﺴﺒﺖ ﺑﺮﮔـﺸﺖ‬ ‫)‪ (Reflux Ratio‬ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد و آن ﻳﻚ اﻧﺪازه اﺳﺖ از اﻳﻦ ﻛﻪ ﭼﮕﻮﻧﻪ ﻣﻮاد ﺑﻪ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﻣﻲروﻧﺪ و ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺑﺎزﮔـﺸﺘﻲ ﺑـﻪ‬ ‫ﺑﺮج ﺑﺮ ﻣﻲﮔﺮددﻧﺪ‪.‬‬ ‫ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي‬ ‫ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﺑﺎ روش ﻣﺸﺎﺑﻬﻲ رﺳﻢ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺑﻪﻫﺮ ﺣﺎل ﻧﻘﻄﻪ ﺷﺮوع ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺤﺼﻮل ﻣﻄﻠﻮب ﭘـﺎﻳﻴﻦ‬ ‫ﺑﺮج اﺳﺖ‪ .‬ﻳﻚ ﺧﻂ ﻋﻤﻮدي از اﻳﻦ ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺧﻂ ﻣﻮرب ﻛﺸﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد و ﺷﻴﺐ ﺧﻂ ‪ Ls/Vs‬در دﻳﺎﮔﺮام زﻳﺮ روﺷﻦ اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫‪ Ls‬ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺎﻳﻊ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﺑﺮج ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻣﻲآﻳـﺪ‪ ،‬وﻗﺘـﻲ ﻛـﻪ ‪ Vs‬ﺳـﺮﻋﺖ ﺑﺨـﺎري اﺳـﺖ ﻛـﻪ از ﻗـﺴﻤﺖ‬ ‫ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺷﻴﺐ ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت ﺑﺨﺎر و ﻣـﺎﻳﻊ‬ ‫در آن ﻗﺴﻤﺖ ﻣﺸﺨﺺ ﺑﺮج اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ و ﺗﻌﺎدﻟﻲ‬ ‫ﻓﺮض روش ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﻳﻊ روي ﺳﻴﻨﻲ و ﺑﺨﺎر ﺑﺎﻻي آن در ﺗﻌﺎدل ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ‪ .‬ﭼﮕﻮﻧﻪ اﻳﻦ ﻣﻮرد ﺑـﻪ ﻧﻤـﻮدار‬ ‫‪ VLE‬و ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ رﺑﻂ ﭘﻴﺪا ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮔﺮاﻓﻴﻜﻲ در دﻳﺎﮔﺮام ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﻳﻚ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺰرگ ﺷﺪه ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﺑﺎ ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪n‬ام در ﺑﺮج ﻣﺘﻨﺎﻇﺮ اﺳـﺖ‪L's .‬‬ ‫ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺎﻳﻊ اﺳﺖ و ‪ V's‬ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ x .‬و ‪ y‬ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻨﺪه ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ اﺳﺖ و اﻧـﺪﻳﺲﻫـﺎي‬

‫‪16‬‬

‫اﺻﻠﻲ ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت و ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت اﺳﺖ‪ .‬ﻳﻜﻲ از اﻳﻦ اﻧﺪﻳﺲﻫﺎ '‪ 'n-1‬ﻳﻌﻨﻲ از ﻣﺮﺣﻠﻪ زﻳﺮ )ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ( ﻣﺮﺣﻠﻪ '‪ 'n‬و '‪ 'n+1‬ﻳﻌﻨﻲ از‬ ‫ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ '‪ 'n‬ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻣﺎﻳﻊ در ﻣﺮﺣﻠﻪ '‪ 'n‬و ﺑﺨﺎر ﺑﺎﻻي آن در ﺣﺎل ﺗﻌﺎدل اﺳﺖ‪ ،‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ‪ xn‬و ‪ yn‬ﺑـﺮ روي ﺧـﻂ‬ ‫ﺗﻌﺎدل ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد‪ .‬ﭼﻮن ﻛﻪ ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺑﺎﻻﻳﻲ ﺑﺪون ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ ،‬ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻚ ﺧـﻂ اﻓﻘـﻲ ﺑـﺮ روي‬ ‫ﻧﻤﻮدار ‪ VLE‬ﻧﺸﺎن داده ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺗﻘﺎﻃﻊ اﻳﻦ ﺧﻂ ﺑﺎ ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ‪ ،‬ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﺳﻴﻨﻲ '‪ 'n+1‬را ﻣﻲدﻫـﺪ ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﺧـﻂ‬ ‫ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻣﻮازﻧﻪ ﻣﻮاد را ﺑﺮ روي ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﺨﺎر در ﺑﺎﻻي ﺳﻴﻨﻲ '‪ 'n+1‬از ﺗﻘﺎﻃﻊ ﺧﻂ ﻋﻤﻮدي از اﻳﻦ ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺎ‬ ‫ﺧﻂ ﺗﻌﺎدل ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ‪.‬‬ ‫ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ و ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ‬ ‫ﺑﺎ اﻧﺠﺎم ﺗﺮﺳﻴﻢ ﮔﺮاﻓﻴﻜﻲ ﻳﻚ ﺗﻌﺪاد ﻗﺴﻤﺖ ﮔﻮﺷﻪدار ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ و ﻫﺮ ﻗﺴﻤﺖ ﻣﻌﺎدل ﻳﻚ ﻣﺮﺣﻠﻪ از ﺗﻘﻄﻴﺮ اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﺒﻨـﺎﻳﻲ‬ ‫اﺳﺖ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ اﻧﺪازه ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﻃﺮاﺣﻲ ﮔﺮاﻓﻴﻜﻲ ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ در ﻣﺜﺎﻟﻲ در اداﻣﻪ اراﺋﻪ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺧﻄــﻮط ﻋﻤﻠﻴــﺎﺗﻲ ﺑــﺮاي ﻫــﺮ دو ﻗــﺴﻤﺖ ﻏﻨــﻲﺳــﺎزي و‬ ‫ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي ﻣﻌﻴﻦ اﺳﺖ‪ ،‬اﻳﻦ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﮔﺮاﻓﻴﻜﻲ در ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻ‬ ‫ﺗﻮﺿﻴﺢ داده ﺷﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﺜـﺎل وﻳـﮋه ﻧـﺸﺎن دﻫﻨـﺪه ‪ 7‬ﻣﺮﺣﻠـﻪ‬ ‫ﺗﺌﻮري ﻣﻮرد ﻧﻴـﺎز ﺑـﺮاي ﺑﺪﺳـﺖ آوردن ﺟﺪاﺳـﺎزي ﻣﻄﻠـﻮب‬ ‫ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز )در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﻣﺮاﺣـﻞ( ﻳﻜـﻲ‬ ‫ﻛﻤﺘﺮ از ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ اﺳﺖ زﻣﺎﻧﻴﻜﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﮔﺮاﻓﻴﻜـﻲ ﺷـﺎﻣﻞ‬ ‫ﺟﻮش آور )‪ (Rebioler‬ﺑﺮاي ﺷـﺮﻛﺖ در اﻧﺠـﺎم ﺟﺪاﺳـﺎزي‬ ‫ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺗﻌﺪاد واﻗﻌﻲ ﺳﻴﻨﻲﻫـﺎي ﻣـﻮرد ﻧﻴـﺎز از ﻓﺮﻣـﻮل زﻳـﺮ ﻗﺎﺑـﻞ‬ ‫ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ اﺳﺖ‪:‬‬ ‫)ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ(‪)/‬ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي ﺗﺌﻮري(‬ ‫ﻋﺪد ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ در ﻣﺤﺪوده ‪ 0.5‬ﺗﺎ ‪ 0.7‬ﻗﺮار دارد و ﺑﻪ ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎي‪ ،‬ﻫﻤﭽﻮن ﻧـﻮع ﺳـﻴﻨﻲ ﻣـﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده و ﺷـﺮاﻳﻂ‬ ‫دروﻧﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر و ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪ .‬ﮔﺎﻫﻲ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎي اﺿﺎﻓﻲ‪ ،‬اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻲﺷﻮد )ﺑﺎﻻي ‪ (%10‬ﺑﺮاي ﺗﻄﺒﻴـﻖ ﺷـﺮاﻳﻂ ﺑﺮﺟـﻲ ﻛـﻪ‬ ‫ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺗﺤﺖ ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺧﻂ ﺧﻮراك )‪(q-line‬‬ ‫دﻳﺎﮔﺮام ﺑﺎﻻي ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﺧﻮراك دوﺟﺰﺋﻲ ﺑﺎﻳﺪ در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﭼﻬﺎرم وارد ﺑﺮج ﺷﻮد‪ .‬ﺑﻪﻫﺮﺣﺎل اﮔﺮ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻮراك ﺑﺎ‬ ‫ﺑﺨﺶ داﺧﻠﻲ ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻣﻨﻄﺒﻖ ﻧﺸﺪ )ﺑﺮﺧﻮرد ﻧﻜﺮده اﺳﺖ( ﻣﻌﻨﺎي آن‪ ،‬اﻳﻦ اﺳﺖ ﺧﻮراك در ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺎﻳﻊ اﺷﺒﺎع ﻧﻴﺴﺖ‪ .‬ﺷـﺮاﻳﻂ‬

‫‪17‬‬

‫ﺧﻮراك را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺷﻴﺐ ﺧﻂ ﺧﻮراك ﻳﺎ ‪ q-line‬اﺳﺘﻨﺒﺎط ﻛﺮد‪ q-line .‬ﺑـﻴﻦ ﻣﺤـﻞ ﺗﻘـﺎﻃﻊ ﺧﻄـﻮط ﻋﻤﻠﻴـﺎﺗﻲ ﻛـﺸﻴﺪه‬ ‫ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬ﺟﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻮراك ﺑﺮ روي ﺧﻂ ﻣﻮرب ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد‪.‬‬ ‫ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺨﺎر‪ ،‬ﺧﻄﻮط ﺧﻮراك ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺷﻴﺐﻫﺎي‬ ‫ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ دارا ﺑﺎﺷﻨﺪ‪ .‬ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل‬ ‫)ﺑﺨﺎر اﺷﺒﺎع( ‪q= 0‬‬ ‫)ﻣﺎﻳﻊ اﺷﺒﺎع( ‪q= 1‬‬ ‫)ﻣﺨﻠﻮط ﻣﺎﻳﻊ و ﺑﺨﺎر( ‪0 1‬‬ ‫)ﺑﺨﺎر ﻓﻮقﮔﺮم( ‪q< 0‬‬ ‫‪q-line‬ﻫﺎ ﺑﺮاي ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﺨﺘﻠﻒ در دﻳﺎﮔﺮام ﺳﻤﺖ راﺳﺖ‬ ‫ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﻛﺎرﺑﺮد ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ و ﺧﻂ ﺧﻮراك در ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ‬ ‫اﮔﺮ اﻃﻼﻋﺎﺗﻲ درﺑﺎره وﺿﻌﻴﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﺧﻮراك داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﻢ‪ ،‬ﻣﻲﺗﻮان ‪ q-line‬ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ آﻧﺮا اﻳﺠﺎد ﻛﺮد و در ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻚﻛﻴـﺐ‪-‬‬ ‫ﺗﻴﻠﻲ آﻧﺮا ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮد‪ .‬ﺑﻪاﺳﺘﺜﻨﺎي ﺧﻂ ﺗﻌﺎدل‪ ،‬ﭼﻨﺪ ﺟﻔﺖ ﺧﻂ دﻳﮕﺮ را ﻣﻲﺗﻮان در روش ﻣﻚﻛﻴﺐ‪ -‬ﺗﻴﻠﻲ ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﺮد‪ .‬آﻧﻬﺎ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از‪:‬‬ ‫•‬

‫ﺧﻂ‪ -‬ﺧﻮراك و ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨﻲﺳﺎزي‬

‫•‬

‫ﺧﻂ‪ -‬ﺧﻮراك و ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻗﺴﻤﺖ ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي‬

‫•‬

‫ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻗﺴﻤﺖﻫﺎي ﻏﻨﻲﺳﺎزي و ﻋﺮﻳﺎنﺳﺎزي‬

‫ﺑﺮاي دﻳﺪن ﻛﻠﻴﭗ ﻓﻠﺶ آﻣﻮزﺷﻲ ﺑﻪ آدرس زﻳﺮ ﻣﺮاﺟﻌﻪ ﻓﺮﻣﺎﺋﻴﺪ‪:‬‬ ‫‪http://lorien.ncl.ac.uk:80/ming/distil/dist-tut.htm‬‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﻛﻞ ﺑﺮج‬ ‫ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺑﺮاي درﺟﻪ ﻣﻄﻠﻮب ﺟﺪاﺳﺎزي و ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك‪ ،‬ﺻﺮﻓﺎً اوﻟﻴﻦ ﻣﺮاﺣﻞ در ﻃﺮاﺣﻲ ﻛـﻞ ﺑـﺮج‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬دﻳﮕﺮ ﭼﻴﺰﻫﺎي ﻛﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﻴﺮد ﻓﻀﺎي ﺑﻴﻦ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ‪ ،‬ﻗﻄﺮ ﺑﺮج‪ ،‬آراﻳﺶ )ﺷﻜﻞﺑﻨﺪي( داﺧﻠﻲ‪ ،‬وﻇـﺎﻳﻒ ﮔﺮﻣـﺎﻳﻲ و‬ ‫ﺳﺮﻣﺎﻳﺸﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻫﻤﻪ اﻳﻦ ﻣﻮارد ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﻌﺎرض ﺑﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴـﺮ اﻏﻠـﺐ ﻳـﻚ روال‬ ‫ﺗﻜﺮاري اﺳﺖ‪ .‬اﮔﺮ اﻳﻦ ﺗﻌﺎرﺿﺎت را ﻧﺘﻮان در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺣﻞ ﻛﺮد‪ ،‬ﺑﺮج در ﻋﻤﻞ ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻲ ﻧﻤﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻛﺎر ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪ ﺑﺤﺚ در‬ ‫ﻣﻮرد ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎﻳﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ را ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺑﮕﺬارد‪.‬‬ ‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﻳﺎ ﻣﺮاﺣﻞ‬ ‫در اﻳﻨﺠﺎ ﺑﻪﻃﻮرﺧﻼﺻﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮجﻫﺎ ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻮارد زﻳﺮ را‬

‫‪18‬‬

‫ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲ و‬ ‫ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك‪ ،‬و‬ ‫ﺑﺮ روي ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺗﻮﺿﻴﺢ ﺧﻮاﻫﻴﻢ داد‪.‬‬ ‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ‬ ‫ﻣﻲﺗﻮاﻧﻴﻢ از ﻗﺴﻤﺖ ﻗﺒﻠﻲ )ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ( ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ ﻛﻪ ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ درﺟﻪ ﺟﺪاﺳـﺎزي اﺳـﺖ ﻛـﻪ ﻣـﺪﻧﻈﺮ‬ ‫دارﻳﻢ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﻣﺜﺎﻟﻲ ﻛﻪ اداﻣﻪ آورده ﺷﺪه روﺷﻦ ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﻳﻚ ﻣﻮرد ﭘﺎﻳﻪ‪ ،‬ﻳﻚ ﺑﺮج ‪ 10‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ‪ .‬ﺧﻮراك ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دوﺟﺰﺋﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ داراي ﺗﺮﻛﻴﺐ ‪ 0.5‬ﺟﺰءﻣـﻮﻟﻲ‬ ‫ﺟﺰء ﻓﺮارﺗﺮ ﻛﻪ در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪ 5‬وارد ﺑﺮج ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻧﻬﺎﺋﻲ در ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺎﻳﺎ )‪ 0.65 ،(Steady-State‬در ﺑﺎﻻي ﺑﺮج )ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪(1‬‬ ‫و ‪ 0.1‬در ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮج )ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪ (10‬در زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪:‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 10 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪5‬‬ ‫ﻓﺮض ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ﻣﺎ ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ را ﺗﺎ ‪ 8‬ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻛﺎﻫﺶ دﻫﻴﻢ و ﺧﻮراك را ﻫﻤﭽﻨﺎن در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻣﻴﺎﻧﻲ )ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪ (4‬وارد ﻛﻨـﻴﻢ‪ .‬ﻓـﺮم‬ ‫ﺗﺮﻛﻴﺐ )‪ (Composition Profile‬ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪:‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 8 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪4‬‬ ‫ﻣﻲﺗﻮان دﻳﺪ ﻛﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮج اﻓﺰاﻳﺶ ﭘﻴﺪا ﻛﻨﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺿﻌﻴﻒﺗﺮ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫‪19‬‬

‫ﺣﺎﻻ‪ ،‬اﮔﺮ ﻣﺎ ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ را ﺑﻪ ‪ 12‬ﻣﺮﺣﻠﻪ اﻓﺰاﻳﺶ دﻫﻴﻢ و ﻣﺠﺪد ﺧﻮراك را در ﻣﻴﺎﻧﻪ ﺑﺮج وارد ﻛﻨﻴﻢ) ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪ (6‬ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑـﻪ‬ ‫ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪:‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 12 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪6‬‬ ‫دوﺑﺎره ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬در اﻳﻦ زﻣﺎن ﻣﻘﻄﺮ )‪ (Distillate‬از ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻓﺮارﺗﺮ ﻏﻨﻲﺷﺪه در ﺣـﺎﻟﻲ ﻛـﻪ در ﭘـﺎﻳﻴﻦ ﺑـﺮج ﺟـﺰء‬ ‫ﻓﺮارﺗﺮ ﻛﻤﺘﺮ اﺳﺖ‪ ،‬اﻳﻦ ﻣﺸﺨﺺﻛﻨﻨﺪه ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ ﺑﻬﺒﻮد دﻫﻨﺪه ﺟﺪاﺳﺎزي اﺳﺖ‬ ‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك‬ ‫در اﻳﻨﺠﺎ ﻣﻲﺑﻴﻨﻴﻢ ﻛﻪ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك ﭼﮕﻮﻧﻪ ﺑﺮ ﺑﺎزده ﺟﺪاﺳﺎزي ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻲﮔﺬارد‪ .‬ﺗﺼﻮر ﻛﻨﻴـﺪ‪ ،‬ﻳـﻚ ﺑـﺮج ‪ 20‬ﻣﺮﺣﻠـﻪاي‬ ‫دارﻳﻢ‪ ،‬دوﺑﺎره ﺟﺪاﺳﺎزي ﻳﻚ ﻣﺨﻠﻮط دوﺟﺰﺋﻲ ﻛﻪ داراي ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 0.5 ،‬ﺟﺰءﻣﻮﻟﻲ ﺟﺰء ﻓﺮارﺗﺮ اﺳﺖ‪ .‬ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻧﻬﺎﺋﻲ ﺑﺪﺳـﺖ آﻣـﺪه در‬ ‫ﺣﺎﻟﺘﻲ ﻛﻪ ﺧﻮراك در ﻣﺮاﺣﻞ ‪ 10 ،5‬و ‪) 15‬ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ و آﻫﻨﮓ ﺟﻮشآﻣﺪن ﺛﺎﺑـﺖ – ‪Fixed Reflux & Reboil‬‬ ‫‪ (Rates‬در ﻧﻤﻮدارﻫﺎي زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 20 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﺳﻴﻨﻲ‪5‬‬

‫‪20‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 20 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪10‬‬

‫ﻓﺮم ﺗﺮﻛﻴﺐ‪ 20 :‬ﻣﺮﺣﻠﻪاي‪ ،‬ﺧﻮراك در ﻣﺮﺣﻠﻪ ‪15‬‬ ‫ﻫﻨﮕﺎﻣﻲ ﻛﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺧﻮراك ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮج ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ ،‬ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج از ﻣﺎده ﻓﺮارﺗﺮ‪ ،‬ﻛﻤﺘﺮ ﻏﻨﻲ ﻣﻲﺷـﻮد در ﺣـﺎﻟﻲ‬ ‫ﻛﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺣﺎوي ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﻴﺸﺘﺮي از ﻣﺎده ﺑﺎ ﻓﺮارﻳﺖ ﺑﺎﻻﺗﺮ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻪﻫﺮﺣﺎل ﺗﻐﻴﻴﺮات در ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑـﺎﻻﻳﻲ ﻧـﺸﺎن ﻛـﺮده ﺗﺮﻛﻴـﺐ ﭘـﺎﻳﻴﻦ‬ ‫ﻧﻴﺴﺖ‪.‬‬ ‫ﻣﺜﺎلﻫﺎي ﻗﺒﻠﻲ روﺷﻦ ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ ،‬ﻛﻪ ﭼﻪ اﺗﻔﺎﻗﻲ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ وﻳﮋه ﺑﻴﻔﺘﺪ اﮔﺮ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺧﻮراك ﺗﻐﻴﻴﺮ داده ﺷـﻮد‪.‬‬ ‫اﻳﻦﻫﺎ را ﻧﻤﻲﺗﻮان ﺑﺮاي ﺑﻘﻴﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻋﻤﻮﻣﻴﺖ داد‪.‬‬ ‫ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎي ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ ﻋﻤﻠﻴﺎت )ﻛﺎر( ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ‬ ‫ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻌﺪاد زﻳﺎدي ﻓﺎﻛﺘﻮر ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل‪:‬‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﺧﻮراك‬ ‫•‬

‫ﺣﺎﻟﺖ ﺧﻮراك‬

‫•‬

‫ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻮراك‬

‫•‬

‫ﻋﻨﺎﺻﺮي ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺷﺪﻳﺪاً ﺑﺮ روي ﺗﻌﺎدل ﺑﺨﺎر‪ -‬ﻣﺎﻳﻊ )‪ (VLE‬ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺑﮕﺬارﻧﺪ‬

‫‪21‬‬

‫ﺷﺮاﻳﻂ داﺧﻠﻲ ﻣﺎﻳﻊ و ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل‬ ‫ﺣﺎﻟﺖ ﺳﻴﻨﻲ )ﭘﺮﻛﻦ(‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ آب و ﻫﻮا‬ ‫ﺑﻌﻀﻲ از ﻣﻮارد ﻓﻮق را در ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻣﻮرد ﺑﺤﺚ ﻗﺮار ﻣﻲدﻫﻴﻢ ﺗﺎ اﻳﺪهاي در ﻣﻮرد ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻲ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺑﻪ ﺷﻤﺎ ﺑﺪﻫﻴﻢ‪.‬‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﺧﻮراك‬ ‫ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﺧﻮراك و ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻮراك ﺑﺮ روي ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ و ﻣﺘﻌﺎﻗﺐ آن ﺑﺮ روي ﺗﻌﺪاد ﻣﺮاﺣﻞ ﻣـﻮرد ﻧﻴـﺎز ﺟﺪاﺳـﺎزي اﺛـﺮ‬ ‫ﻣﻲﮔﺬارد‪ .‬ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﺧﻮراك و ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻮراك ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮ روي ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺳـﻴﻨﻲ ﺧـﻮراك ﺗـﺎﺛﻴﺮ ﻣـﻲﮔـﺬارد‪ ،‬اﮔـﺮ اﻧﺤﺮاﻓـﺎت از‬ ‫وﻳﮋﮔﻲﻫﺎي ﻃﺮاﺣﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﺑﺪ ﺑﺮجﻫﺎي ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع ﻛﻢ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻗﺎدر ﻧﺒﺎﺷﻨﺪ وﻇﻴﻘﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي را ﺑﻪ اﻧﺠﺎم ﺑﺮﺳﺎﻧﻨﺪ‪ .‬ﺑﺮاي ﻏﻠﺒﻪ ﺑﺮ‬ ‫ﻣﺸﻜﻼت ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ ﺧﻮراك‪ ،‬ﺑﻌﻀﻲ از ﺑﺮجﻫﺎ ﺑﺎ ﭼﻨﺪ ﻣﺤﻞ ورودي ﺧﻮراك ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬اﻳﻦ ﻣـﻮرد زﻣـﺎﻧﻲ ﻣـﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده ﻗـﺮار‬ ‫ﻣﻲﮔﻴﺮد ﻛﻪ ﺧﻮراك درﻳﺎﻓﺘﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﺑﺮج‪ ،‬ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ از ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ )‪(Reflux‬‬ ‫زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﭘﻴﺪا ﻛﻨﺪ‪ ،‬درﺻـﺪ‬ ‫ﺷﻴﺐ )‪ (Gradient‬ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨـﻲﺳـﺎزي‬ ‫اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ و ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﻋﺪد ‪ 1‬ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲﻛﻨـﺪ‪.‬‬ ‫ﺑﻪ ﻃﻮر ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ‪ ،‬ﻣﻌﻨﺎي آن اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻴﺸﺘﺮ و ﺑﻴﺸﺘﺮ‬ ‫از ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻓﺮارﺗﺮ ﻏﻨﻲ ﺷﺪه و ﺑـﺮاي ﺑﺎزﻳـﺎﺑﻲ ﻣﺠـﺪد ﺑـﻪ ﺑـﺮج‬ ‫ﺑﺮﮔﺸﺖ داده ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻬﺘـﺮ ﺻـﻮرت‬ ‫ﻣﻲﮔﻴﺮد و ﺗﻌـﺪاد ﺳـﻴﻨﻲ ﻛﻤﺘـﺮي ﺑـﺮاي رﺳـﻴﺪن ﺑـﻪ درﺟـﻪ‬ ‫ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻻزم اﺳﺖ‪.‬ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﺳﻴﻨﻲ ﻣـﻮرد ﻧﻴـﺎز ﺗﺤـﺖ‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﺎزﮔﺸﺖ ﻛﻠﻲ )‪ (Total Reflux‬ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ ﻛـﻪ در‬ ‫ﻧﺘﻴﺠﻪ آن ﺑﺎﻳﺪ از ﻣﺤـﺼﻮل ﺗﻘﻄﻴـﺮ )‪ (Distillate‬ﺻـﺮﻓﻨﻈﺮ‬ ‫ﻛﺮد‪.‬‬ ‫ﺑﻪ ﺑﻴﺎن دﻳﮕﺮ‪ ،‬زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ‪ ،‬ﺧﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮاي ﻗﺴﻤﺖ ﻏﻨﻲﺳﺎزي ﺑﻪ ﺳـﻤﺖ ﺧـﻂ ﺗﻌـﺎدل ﺣﺮﻛـﺖ‬ ‫ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ '‪) 'Pinch‬ﻣﺤﻞ ﺑﺮﺧﻮرد( ﺧﻄﻮط ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ و ﺗﻌﺎدل ﻣﻌﻠﻮم اﺳﺖ و ﺗﻌﺪاد ﺳﻴﻨﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮي ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه در ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮﻳـﺎن ﺑﺮﮔـﺸﺘﻲ )‪ (Minimum Reflux Ratio‬اﺗﻔـﺎق ﻣـﻲاﻓﺘـﺪ‪ ،‬ﺟـﺎﻳﻲ ﻛـﻪ‬ ‫ﺑﻲﻧﻬﺎﻳﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﺑﺮاي ﻋﻤﻞ ﺟﺪاﺳﺎزي ﻻزم اﺳﺖ‪ .‬اﻏﻠﺐ ﺑﺮجﻫﺎ ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻛﺎر ﺑﻴﻦ ‪ 1.2‬ﺗﺎ ‪ 1.5‬ﺑﺮاﺑـﺮ ﻣﻴﻨـﻴﻤﻢ ﺟﺮﻳـﺎن ﺑﺎزﮔـﺸﺘﻲ‬ ‫ﻃﺮاﺣﻲ ﺷﺪهاﻧﺪ زﻳﺮا ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً اﻳﻦ‪ ،‬ﻧﺎﺣﻴﻪ ﻣﻴﻨﻴﻤﻢ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ را دارا ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ) ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎي ﻛﺎر ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺟﻮشآور‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر‬ ‫اﺳﺖ(‪.‬‬

‫‪22‬‬

‫ﺷﺮاﻳﻂ ﻧﺎﻣﺴﺎﻋﺪ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ‬ ‫•‬

‫اﻳﺠﺎد ﻛﻒ )‪(Foaming‬‬

‫•‬

‫ﻣﺎﻧﺪﮔﻲ )‪(Entrainment‬‬

‫•‬

‫ﺷُﺮره ﻛﺮدن‪ /‬ﭼﻜﻪﻛﺮدن )‪(Weeping/Dumping‬‬

‫•‬

‫ﻃﻐﻴﺎن )‪(Flooding‬‬

‫اﻳﺠﺎد ﻛﻒ )‪(Foaming‬‬ ‫اﻳﺠﺎد ﻛﻒ ﺑﻪ اﻧﺒﺴﺎط ﻣﺎﻳﻊ در ﻃﻲ ﻋﺒﻮر ﮔﺎز ﻳﺎ ﺑﺨﺎر ﺑﺎزﻣﻲﮔﺮدد‪ .‬اﮔﺮﭼﻪ اﻳﻦ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺗﺎﻣﻴﻦﻛﻨﻨﺪه ﺗﻤﺎس ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻴﻦ ﻣـﺎﻳﻊ‪ -‬ﺑﺨـﺎر‬ ‫اﺳﺖ‪ ،‬ﻛﻒ اﺿﺎﻓﻲ اﻏﻠﺐ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮔﺴﺘﺮش ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﺳﻴﻨﻲ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬در ﺑﻌﻀﻲ از ﻣﻮارد‪ ،‬ﻛﻒ ﻛﺮدﮔﻲ ﺑﺪ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در اﻳﻦ ﺣﺎﻟـﺖ‬ ‫ﻛﻒ ﺑﺎ ﻣﺎﻳﻊ در ﺑﺎﻻي ﺳﻴﻨﻲ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬اﻣﺎ در ﺑﻌﻀﻲ از ﻣﻮارد ﻣﻌﻠﻮل ﻃﺮاﺣﻲ و ﺷﺮاﻳﻂ ﺳﻴﻨﻲ ﻣـﻲﺑﺎﺷـﺪ‪ .‬ﺑـﻪﻫﺮﺣـﺎل ﻫﻤﻴـﺸﻪ‬ ‫ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﺑﺎزده ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﻣﺎﻧﺪﮔﻲ )‪(Entrainment‬‬ ‫ﻣﺎﻧﺪﮔﻲ ﺑﻪ ﺣﻤﻞ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺳﻴﻨﻲ ﺑﺎﻻﻳﻲ ﺑﺎزﻣﻲﮔﺮدد و ﻣﺠﺪداً ﻋﻠﺖ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﻻ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨـﺎر اﺳـﺖ‪ .‬اﻳـﻦ ﻣﻮﺿـﻮع‬ ‫ﻣﻀﺮ اﺳﺖ زﻳﺮا ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ را ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲدﻫﺪ‪ :‬ﻣﻮاد ﺑﺎ ﻓﺮارﻳﺖ ﻛﻤﺘﺮ ﺑﺮ روي ﺳﻴﻨﻲ ﻣﺎﻳﻊ ﺑـﺎ ﻓﺮارﻳـﺖ ﺑـﺎﻻﺗﺮ را ﻧﮕـﻪ ﻣـﻲدارﻧـﺪ‪ .‬آن‬ ‫ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻣﺤﺼﻮل ﺑﺎﺧﻠﻮص ﺑﺎﻻي ﺑﺮج را آﻟﻮده ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻣﺎﻧﺪﮔﻲ زﻳﺎد ﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ﻃﻐﻴﺎن ﻣﻲﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﺷُﺮرهﻛﺮدن‪ /‬ﭼﻜﻪﻛﺮدن )‪(Weeping/Dumping‬‬ ‫ﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﺑﻪ ﺳﺒﺐ ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر اﺳﺖ‪ .‬ﻓﺸﺎر وارد ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺑﺨﺎر ﺑﺮاي ﻧﮕﻪداﺷﺘﻦ ﻣﺎﻳﻊ در روي ﺳﻴﻨﻲ ﻧﺎﻛﺎﻓﻲ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﺎﻳﻊ از ﺑﻴﻦ ﺳﻮراخﻫﺎي ﺳﻴﻨﻲ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﭼﻜﻪ ﻛﺮدن ﻣﻲﻛﻨﺪ‪ .‬ﭼﻜﻪﻛﺮدن )‪ (Weeping‬اﺿـﺎﻓﻲ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﺷُـﺮره ﻛـﺮدن‬ ‫ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬دراﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﻫﻤﻪ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﺮج ﺷُﺮره ﻣﻲﻛﻨﺪ ) اﺛـﺮ دوﻣﻴﻨـﻮ‪ (Domino Effect-‬و ﺑـﺮج‬ ‫ﻣﺠﺪد ﺑﺎﻳﺪ راهاﻧﺪازي ﺷﻮد‪ .‬ﭼﻜﻪﻛﺮدن ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه اﻓﺖ ﺳﺮﻳﻊ ﻓﺸﺎر و ﻛﺎﻫﺶ ﺑﺎزده ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﻃﻐﻴﺎن )‪(Flooding‬‬ ‫ﻃﻐﻴﺎن ﻣﻌﻠﻮل ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر اﺿﺎﻓﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﻲﺷﻮد ﻣﺎﻳﻊ ﺣﺒﺲ ﺷﺪه ﻫﻤﺮاه ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺑﺎﻻي ﺑﺮج اﻧﺘﻘﺎل ﻳﺎﺑﺪ‪ .‬ﻓﺸﺎر اﻓـﺰاﻳﺶ‬ ‫ﭘﻴﺪا ﻛﺮده از ﺑﺨﺎر اﺿﺎﻓﻲ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﺎﻳﻊ را ﺑﻪ ‪ downcomer‬ﺑﺎز ﻣﻲﮔﺮداﻧﺪ ﻛﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روي ﺳـﻴﻨﻲ ﻣـﻲﺷـﻮد‪.‬‬ ‫ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ درﺟﻪ ﻃﻐﻴﺎن‪ ،‬ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺮج ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺷﺪﻳﺪاً ﻛﺎﻫﺶ ﭘﻴﺪا ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻃﻐﻴﺎن ﺑﻪ واﺳﻄﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﺮﻳﻊ اﺧـﺘﻼف ﻓـﺸﺎر‬ ‫ﺑﺮج و ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ در ﺑﺎزده ﺟﺪاﺳﺎزي ﻗﺎﺑﻞ ﺗﺸﺨﻴﺺ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﻗﻄﺮ ﺑﺮج‬

‫‪23‬‬

‫اﻛﺜﺮ ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎي ﺑﺎﻻ ﺑﺮ روي ﺷﺮاﻳﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺑﺮج اﺛﺮ دارد ﻛﻪ ﺑﻪ واﺳﻄﻪ ﺷﺮاﻳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر اﺳﺖ‪ :‬ﻫﻢ اﻓـﺰاﻳﺶ و ﻫـﻢ ﻛـﺎﻫﺶ‬ ‫ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر‪ .‬ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﻗﻄﺮ ﺑﺮج ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪ .‬ﭼﻜﻪﻛﺮدن )‪ (Weeping‬ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻨﺪه ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﻣﻴـﺰان ﺟﺮﻳـﺎن ﺑﺨـﺎر‬ ‫ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز اﺳﺖ در ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﻃﻐﻴﺎن )‪ (Flooding‬ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺨﺎر ﻣﺠﺎز اﺳﺖ‪ ،‬از اﻳﻨﺮو ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲﻛﺎر ﺑﺮج را ﺗﻌﻴﻴﻦ‬ ‫ﻣﻲﻛﻨﺪ‪.‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﮔﺮ ﻗﻄﺮ ﺑﺮج ﺑﻪ درﺳﺘﻲ اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﻧﺸﻮد‪ ،‬ﺑﺮج ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻲ ﻧﻤﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻛﺎر ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻧﻪﺗﻨﻬـﺎ ﻣـﺸﻜﻼت ﻋﻤﻠﻴـﺎﺗﻲ ﺑـﻪوﺟـﻮد‬ ‫ﻣﻲآﻳﺪ ﺑﻠﻜﻪ وﻇﻴﻔﻪ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺟﺰء ﻣﻄﻠﻮب را ﻫﻢ ﻧﻤﻲﺗﻮاﻧﺪ اﻧﺠﺎم دﻫﺪ‪.‬‬ ‫ﺣﺎﻟﺖ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ و ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ‬ ‫ﺑﻪ ﻳﺎد آورﻳﺪ ﺗﻌﺪاد واﻗﻌﻲ ﺳﻴﻨﻲﻫﺎ ﺑﺮاي ﻳﻚ وﻇﻴﻔﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﺟﺪاﺳﺎزي ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ و ﭘﺮﻛﻦﻫﺎ اﻟﺒﺘﻪ اﮔـﺮ ﭘـﺮﻛﻦ ﻣـﻮرد‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﻴﺮد ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻫﺮ ﻓﺎﻛﺘﻮري ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ ﺷﻮد ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮج را ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺧﻮاﻫـﺪ‬ ‫داد‪ .‬ﺑﺎزده ﺳﻴﻨﻲ ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ رﺳﻮبﮔﺮﻓﺘﮕﻲ‪ ،‬ﭘﻮﺳﻴﺪﮔﻲ و ﺧﻮردﮔﻲ و ﺳﺮﻋﺖ اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺎدن اﻳﻦ ﻣﻮارد ﻛﻪ ﺑﻪ وﻳﮋﮔﻲﻫﺎي ﻣـﺎﻳﻌﻲ ﻛـﻪ‬ ‫ﻣﻮرد ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺑﺎﻳﺪ ﻣﻮاد ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﺳﻴﻨﻲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﻴﺮد‪.‬‬ ‫ﺷﺮاﻳﻂ آب و ﻫﻮا‬ ‫اﻏﻠﺐ ﺑﺮجﻫﺎي ﺗﻘﻄﻴﺮ در ارﺗﺒﺎط ﺑﺎ اﺗﻤﺴﻔﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ‪ .‬اﮔﺮﭼﻪ ﺑﺴﻴﺎري از ﺑﺮجﻫﺎ ﻋﺎﻳﻖﻛﺎري ﻣﻲﺷـﻮد‪ ،‬ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺷـﺮاﻳﻂ آب وﻫـﻮاﻳﻲ‬ ‫ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎزﻫﻢ ﺑﺮ روي ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺮج ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺑﮕﺬارد‪.‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺟﻮشآور ﺑﺎﻳﺪ در اﻧﺪازه ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎﺷﺪ ﺗـﺎ ﻣﻄﻤـﺌﻦ ﺑﺎﺷـﻴﻢ ﺑﺨـﺎر ﻛـﺎﻓﻲ را‬ ‫ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ در ﺳﺮﻣﺎ و ﺣﻤﻠﻪ ﺑﺎد ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﻨﺪ و ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﺷﺪت ﺗﻮﻟﻴﺪ را در ﻓﺼﻮل ﮔﺮم ﺑﻘﺪر ﻛﻔﺎﻳﺖ ﻛﺎﻫﺶ دﻫﺪ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮاي ﺑﻪﻛـﺎرﺑﺮدن‬ ‫ﭼﮕﺎﻟﻨﺪهﻫﺎ‪.‬‬

‫اﻳﻨﻬﺎ ﺑﻌﻀﻲ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﻬﻤﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺷﻮد‪ .‬ﺑﻘﻴﻪ ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺷـﺮاﻳﻂ‬ ‫ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ در ﺷﺮاﻳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎﻻدﺳﺘﻲ )‪ (Upstream‬و ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻘﺎﺿـﺎ ﺑـﺮاي ﻣﺤـﺼﻮﻻت اﺳـﺖ‪.‬‬ ‫ﻫﻤﻪ اﻳﻦ ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎ‪ ،‬ﻛﻪ درﺑﺮﮔﻴﺮﻧﺪه ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮل ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ ﺑﺮج اﺳﺖ‪ ،‬ﻛﻪ ﺑﺎﻳﺪ در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﻴـﺮد زﻳـﺮا ﺑـﺮج‬ ‫ﻳﻜﺒﺎر ﺳﺎﺧﺘﻪ و راهاﻧﺪازي ﻣﻲﺷﻮد‪ ،‬ﻳﻚ ﻣﻮرد ﺧﻴﻠﻲ ﻧﺎﭼﻴﺰ در اﺻﻼح ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺑﺪون اﻳﺠﺎد ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي ﺑﺎﻻ ﻧﻴﺴﺖ‪ .‬ﻛﻨﺘـﺮل ﺑـﺮجﻫـﺎي‬ ‫ﺗﻘﻄﻴﺮ زﻣﻴﻨﻪاي ﻣﺨﺼﻮص ﺑﻪ ﺧﻮد اﺳﺖ ﻛﻪ داﺳﺘﺎن دﻳﮕﺮي اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪24‬‬