4.7. THIÃÚT BË LẢNH DNG NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT
TRÅÌI

Trong säú nhỉỵng ỉïng dủng ca nàng lỉåüng màût tråìi thç lm lảnh
v âiãưu ho khäng khê l ỉïng dủng háúp dáùn nháút vç nåi no khê háûu
nọng nháút thç nåi âọ cọ nhu cáưu vãư lm lảnh låïn nháút, âàûc biãût l åí
nhỉỵng vng xa xäi
hẹo lạnh thüc cạc
nỉåïc âang phạt triãøn
khäng cọ lỉåïi âiãûn
qúc gia v giạ nhiãn
liãûu quạ âàõt so våïi thu
nháûp trung bçnh ca
ngỉåìi dán. Våïi cạc
mạy lảnh lm viãûc
nhåì Pin màût tråìi
(photovoltaic) l
thûn tiãûn nháút (hçnh
4.104), nhỉng trong
giai âoản hiãûn nay giạ thnh Pin màût tråìi cn quạ cao. Ngoi ra cạc hãû
thäúng lả
nh cn âỉåüc sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi dỉåïi dảng nhiãût nàng
âãø chảy mạy lảnh háúp thủ, loải thiãút bë ny ngy cng âỉåüc ỉïng dủng
nhiãưu trong thỉûc tãú, tuy nhiãn hiãûn nay cạc hãû thäúng ny váùn chỉa
âỉåüc thỉång mải họa v sỉí dủng räüng ri vç giạ thnh cn ráút cao hiãûu
sút cn tháúp nãn diãûn têch làõp âàût bäü thu cáưn ráút låïn chỉa ph håüp våïi
u cáưu thỉûc tãú. Â cọ mäüt säú nh khoa hc nghiãn cỉïu täúi ỉu hoạ bäü
thu nàng lỉåüng màût tråìi kiãøu häüp phàóng mng cäú âënh cọ gỉång phn
xả âãø ỉïng dủng trong k thût lảnh (hçnh 4.63), våïi loải bäü
thu ny cọ

nng họửi phuỷc tọỳt.Vỏỷt lióỷu hỏỳp phuỷ cỏửn õaùp ổùng caùc yóu cỏửu:
+ Coù khaớ nng hỏỳp phuỷ cao tổùc laỡ huùt õổồỹc mọỹt lổồỹng lồùn caùc khờ cỏửn
khổớ tổỡ pha khờ.
+ Phaỷm vi hỏỳp phuỷ rọỹng, khổớ õổồỹc nhióửu loaỷi khờ khaùc nhau.
+ Coù õọỹ bóửn cồ hoỹc cỏử
n thióỳt.
+ Coù khaớ nng hoaỡn nguyón dóự daỡng.
+ Giaù thaỡnh reớ.
Hióỷn nay coù hai loaỷi vỏỷt lióỷu hỏỳp phuỷ phọứ bióỳn laỡ Than hoaỷt tờnh
vaỡ Silicagel
Than hoaỷt tờnh

170

Nguyón lióỷu õóứ laỡm than hoaỷt tờnh laỡ nhổợng vỏỷt coù chổùa caùcbon nhổ
gọự, than buỡn, xổồng õọỹng vỏỷt. Than hoaỷt tờnh laỡ mọỹt chỏỳt hỏỳp phuỷ rỏỳt
tọỳt, noù õổồỹc ổùng duỷng chuớ yóỳu trong vióỷc thu họửi caùc dung mọi hổợu cồ
vaỡ õóứ laỡm saỷch khờ. Nhổồỹc õióứm cuớa than hoaỷt tờnh laỡ dóự chaùy ồớ nhióỷt
õọỹ cao, thổồỡng khọng õổồỹc duỡng than ồớ nhióỷt õọỹ lồùn hồn 200
0
C. óứ
khừc phuỷc nhổồỹc õióứm õoù, ngổồỡi ta thổồỡng trọỹn silicagel vồùi than hoaỷt
tờnh nhổng õióửu õoù laỷi giaớm hoaỷt tờnh cuớa than. Vồùi õỷc tờnh vóử õổồỡng
kờnh mao quaớn than hoaỷt tờnh thổồỡng coù thóứ hỏỳp thuỷ caùc chỏỳt sau õỏy:
- Hồi axờt, Metanol , benzen, toluen etylaxetat vồùi mổùc õọỹ hỏỳp phuỷ
bũng 50% troỹng lổồỹng baớn thỏn.
- Axeton ,acrolein ,Cl , H
2
S vồùi mổùc õọỹ 10 õóỳn 25%.
- CO2 , etylen : mổùc õọỹ thỏỳp.

rọựng ,
m
2
/g
Than
hoaỷt tờnh
380 ữ 600
(20 ữ 40).10
-
10
0,6 ữ 0,8
500 ữ
1500
Silicagel
400 ữ 900
(30 ữ
200).10
-10
~ 0,4 200 ữ 600
Alumoge
l
1000 90.10
-10
0,39 175

171

Cháút bë háúp phủ thỉåìng dng l Metanol. Metanol (CH
3
OH) l

1- Bỉïc xả màût tråìi 2- Bäü thu NLMT 3- Âỉåìng láúy nỉåïc nọng
4- Bäü háúp thủ 5- Nỉåïc lảnh vo 6- Van chàûn
7- Bäü pháûn ngỉng tủ 8- Bưng lảnh 9- Dn lảnh
10- Bçnh chỉïa 11- Bçnh nỉåïc nọng 2 hãû thäúng âun nỉåïc v hãû thäúng lm lảnh kiãøu háúp thủ ghẹp våïi nhau.
Hãû thäúng cung cáúp nỉåïc nọng dng nàng lỉåüng màût tråìi åí âáy dng
collector kiãøu äúng cọ gỉång parbolic phn xả âãø nỉåïc nọng thu âỉåüc
âảt âãún nhiãût âäü 80
0
C âãún 90
0
C. Cháút háúp phủ l Than hoảt tênh v
Mäi cháút lảnh l Methanol.
Ngun l hoảt âäüng
Collector (2) háúp thủ nàng lỉåüng màût tråìi lm nọng nỉåïc. Nhiãût
âäü nỉåïc trong bçnh chỉïa nỉåïc nọng (11) tàng lãn v lm tàng nhiãût âäü
ca thiãút bë háúp thủ (4). Nhiãût âäü mäi cháút trong bäü háúp thủ tàng lãn
âãún nhiãût âäü T
g1
(nhiãût âäü bàõt âáưu bäúc håi ca mäi cháút lảnh ca cháút
háúp thủ) v lm cho ạp sút trong hãû thäúng tàng âãún ạp sút ngỉng tủ
p
k
. Khi âọ håi mäi cháút thoạt ra âỉåüc ngỉng tủ lải åí bäü pháûn ngỉng tủ
(7) v âỉåüc dáùn vãư pháưn chỉïa lng mäi cháút (10). Nhiãût âäü ca nỉåïc
v bäü pháûn háúp thủ tiãúp tủc tàng lãn do nháûn nhiãût tỉì bỉïc xả màût tråìi
v âảt dãún nhiãût âäü cỉûc âải T
g2


173

Chu trỗnh nhióỷt
õọỹng cuớa maùy laỷnh coù
thóứ bióứu dióựn trón õọử
thở p-T nhổ hỗnh 4.106.

1
2
4
3
P
T
Ta1
Tg1
Ta2
Po
Pk
Tg2

Hỗnh 4.106. ọử th
ở

p
-T.
Giai õoaỷn 1: 1 - 2 Cỏỳp
nhióỷt õúng khọỳi lổồỹng
Nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt
cuớa hóỷ thọỳng tng do

laỡm õaù), [W]

174

Doỡng nhióỷt õi qua kóỳt cỏỳu bao che Q
1
Q
1
bao gọửm caớ tọứn thỏỳt nhióỷt do dỏựn nhióỷt õọỳi lổu vaỡ bổùc xaỷ. ớ
õỏy tọứn thỏỳt do bổùc xaỷ bũng 0 vỗ quaù trỗnh laỡm laỷnh chố dióựn ra khi trồỡi
lỷn. Do vỏỷy tọứn thỏỳt nhióỷt qua kóỳt cỏỳu bao che õổồỹc tờnh theo cọng
thổùc cuớa õọỳi lổ:
Q
1
= K . F . t, [W] (4.82)
Trong õoù k - hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt cuớa kóỳt cỏỳu, [W/m
2
K]
F - Dióỷn tờch cuớa kóỳt cỏỳu, [m
2
] .
t - ọỹ chónh nhióỷt õọỹ giổợa mọi trổồỡng bón ngoaỡi vaỡ bón trong.
Tọứn thỏỳt nhióỷt do laỡm õọng õaù vaỡ laỡm laỷnh khuọn Q
2
Q
2
= Q
õ
+ Q
kh

- nhióỷt dung rióng cuớa khuọn, [J/kg]
t
k1
- nhióỷt õọỹ khuọn luùc ban õỏửu
t
k2
- nhióỷt õọỹ khuọn luùc õaù õaợ hoaỡn thióỷn lỏỳy -13
0
C.
Vỏỷy nng suỏỳt laỷnh cuớa hóỷ thọỳng coù thóứ xaùc õởnh bũng cọng
thổùc:

,
.
0
b
Qk
Q =
[W] (4.84)
Trong õoù:
k - hóỷ sọỳ tờnh õóỳn tọứn thỏỳt trón õổồỡng ọỳng vaỡ thióỳt bở hóỷ thọỳng. Hóỷ
sọỳ naỡy õọỳi vồùi hóỷ thọỳng laỡm laỷnh trổỷc tióỳp phuỷ thuọỹc vaỡo nhióỷt õọỹ bay
hồi cuớa mọi chỏỳt, vồùi t
0
= -15 choỹn k = 1,05.

175

b - hóỷ sọỳ thồỡi gian laỡm vióỷc. ọỳi vồùi hóỷ thọỳng laỷnh nhoớ choỹn b = 0,7
Nhióỷt lổồỹng cỏửn thióỳt õóứ cung cỏỳp cho daỡn bay hồi trong suọỳt

0
C
Dióỷn tờch trao õọứi nhióỷt cuớa thióỳt bở ngổng tuỷ coù thóứ tờch theo
cọng thổùc:

tk
Q
F
k

=
.
, [m
2
] (4.87)
Trong õoù: Q
k
- phuỷ taới nhióỷt cuớa thióỳt bở ngổng tuỷ.
vồùi hóỷ thọỳng naỡy ta lỏỳy Q
k
= Q
0
, [W]
k - hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt, choỹn k = 30 W/m
2
K
F - dióỷn tờch bóử mỷt trao õọứi nhióỷt cuớa daỡn ngổng, [m
2
]
Tờnh toaùn quaù trỗnh hỏỳp phuỷ

2
- thóứ tờch mol cuớa cỏỳu tổớ chuỏứn vaỡ cỏỳu tổớ cỏửn tờnh, [m
3
/kmol]


M
V =
(4.89)
Vồùi, M - khọỳi lổồỹng phỏn tổớ, [kg/kmol]
Khọỳi lổồỹng phỏn tổớ cuớa benzen laỡ M
1
= 78 kg/kmol
Khọỳi lổồỹng phỏn tổớ cuớa metanol laỡ M
2
= 32 kg/kmol
- khọỳi lổồỹng rióng, [kg/m
3
]
Khọỳi lổồỹng rióng cuớa benzen laỡ
1
= 879 kg/m
3
Khọỳi lổồỹng rióng cuớa metanol laỡ
2
= 792 kg/m
3
.
Ta coù


2_2
lglglg
p
p
T
T
pp
S
aS

=

(4.90)
Trong õoù:
p
1
, p
2
- hoaỡnh õọỹ cuớa caùc õióứm coù aùp suỏỳt cuớa cỏỳu tổớ chuỏứn vaỡ cỏỳu tổớ
cỏửn tờnh, [mmHg]
p
S_1
- aùp suỏỳt hồi baợo hoaỡ cuớa cỏỳu tổớ benzen ồớ nhióỷt õọỹ T
1
, [mmHg],
ta coù p
S_1
= 75mmHg
p
S2

C = 293K.
T
2
- nhióỷt õọỹ hỏỳp phuỷ cuớa metanol, K . Choỹn T
2
= 30
0
C = 303K.
Tổỡ tờnh toaùn trón ta veợ õổồỹc õổồỡng hỏỳp phuỷ õúng nhióỷt cuớa than
hoaỷt tờnh õọỳi vồùi Methanol vờ duỷ coù daỷng nhổ hỗnh 4.7-4.
Vaỡ cuợng tổỡ õổồỡng hỏỳp phuỷ õúng nhióỷt naỡy ta cuợng tờnh õổồỹc
lổồỹng than hoaỷt tờnh bũng caùch tờnh aùp suỏỳt bay hồi cuớa Methanol rọửi
cn cổù vaỡo õọử thở õổồỡng hỏỳp phuỷ õóứ coù õổồỹc hoaỷt õọỹ tộnh a cuớa
Methanol.
Vaỡ lổồỹng than cỏửn thióỳt õóứ hỏỳp phuỷ hóỳt mọi chỏỳt Methanol laỡ :

a
M
M
MC
than
=
, [kg] (4.92)
p (mmHg)
a (kg/kg)
142,363987,7635
59,9515
66,1455
41,6486
35,91723,9883

Thiết bị bay hơi
Van tiết luu
Bình chứa
Thiết bị
ngung tụ
Bức xạ
mặt trời
Bộ hấp thụ
Van chặn

Hỗnh 4.108. Nguyón lyù hoaỷt õọỹng hóỷ thọỳng saớn xuỏỳt nổồùc õaù

179

laỡ laỡm vióỷc vaỡo ban õóm, khi hóỳt bổùc xaỷ mỷt trồỡi thỗ ta õoùng van chỷn
laỷi. Bọỹ hỏỳp thuỷ bỏy giồỡ õoùng vai troỡ laỡ vỏỷt bổùc xaỷ nhióỷt vaỡ nhồỡ quùa
trỗnh bổùc xaỷ naỡy maỡ nhióỷt õọỹ cuớa bọỹ hỏỳp thuỷ gaớm xuọỳng, khaớ nng hỏỳp
thuỷ cuớa chỏỳt hỏỳp phuỷ tng, aùp suỏỳt trong hóỷ thọỳng giaớm xuọỳng, õóỳn khi
nhióỷt õọỹ toaỡn bọỹ hóỷ thọỳng õaỷt õóỳn nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng thỗ õóỳn luùc naỡy
ta co thóứ mồớ tổỡ tổỡ van tióỳt lổu luùc õoù loớng mọi chỏỳt õổồỹc tióỳt lổu vaỡo
thióỳt bở bay hồi, ồớ õoù mọi chỏỳt laỷnh nhỏỷn nhióỷt cuớa nổồùc õóứ bay hồi vaỡ
õổồỹc hỏỳp thuỷ bồớ
i chỏỳt hỏỳp phuỷ trong bọỹ hỏỳp thuỷ. Nổồùc chổùa trong thióỳt
bở bay hồi õổồỹc laỡm laỷnh vaỡ trồớ thaỡnh nổồùc õaù. Tuyỡ theo nhu cỏửu sổớ
duỷng nổồùc õaù maỡ ta coù thóứ thióỳt kóỳ hóỷ thọỳng thờch hồỹp, coù thóứ laỡ buọứi
saùng hỏỳp thuỷ bổùc xaỷ mỷt trồỡi õóứ boùc hồi mọi chỏỳt laỷnh coỡn buọứi chióửu
cho mọi chỏỳt laỷnh bay hồi õóứ laỡm õaù.
Cỏỳu taỷo caùc thióỳt bở
Bọỹ hỏỳp thuỷ: Thióỳt bở quan troỹng nhỏỳt trong hóỷ thọỳng laỡ bọỹ hỏỳp thuỷ,
sau khi tờnh toaùn thióỳt kóỳ vồùi hóỷ thọỳng laỷnh saớn xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt

xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt
2kgnổồùcõaù/ngaỡy ta coù
cỏỳu thaỷo thióỳt bở bay hồi
nhổ hỗnh 4.110. ỏy
cuợng laỡ thióỳt bở bay hồi
trổỷc tióỳp, mọi chỏỳt laỷnh
(Methanol) õổồỹc tióỳt lổu
trổỷc tióỳp vaỡo thióỳt bở bay
hồi (cuợng laỡ bóứ õaù) vaỡ
nhỏỷn nhióỷt cuớa nổồù
c õóứ
bay hồi.
Thióỳt bở ngổng tuỷ.
Cuợng tổồng tổỷ khi Tờnh
toaùn thióỳt kóỳ vồùi hóỷ
thọỳng laỷnh saớn xuỏỳt nổồùc õaù cọng suỏỳt 1kgnổồùcõaù/ngaỡy ta coù cỏỳu thaỷo
thióỳt bở ngổng tuỷ nhổ hỗnh 4.111.

8
0

6
0
120 20
Đuờng hơi đến bộ hấp thụ
Phần chứa núơc đá
Nắp đậy
Lỏng từ van tiết luu
Cách nhiệt
Hỗnh 4.110 Thióỳt bở bay hồi

chỉïa tàng lãn v
lm tàng nhiãût
âäü ca thiãút bë
háúp thủ âàût
trong bçnh
chỉïa. Khi nhiãût
âäü cháút háúp phủ
trong bäü pháûn
háúp thủ tàng thç
mäi cháút lảnh s
bäúc håi khi
cháút háúp phủ v
lm cho ạp sút
trong hãû thäúng
tàng lãn âãún ạp
sút ngỉng tủ. Håi mäi cháút thoạt ra âỉåüc ngỉng tủ lải åí dn ngỉng v
chy xú
ng thiãút bë bay håi Nhiãût âäü ca nỉåïc trong bçnh chỉïa v bäü
pháûn háúp thủ tiãúp tủc tàng do nháûn nhiãût bỉïc xả màût tråìi tỉì collector
theo ngun l âäúi lỉu tưn hon tỉû nhiãn v âảt âãún nhiãût âäü khong
(80
o
C ( 95
o
C). Quạ trçnh bäúc håi v ngỉng tủ xy ra tỉì sạng âãún täúi
(lục khäng cn ạnh nàõng màût tråìi). Khi nỉåïc nọng trong bçnh chỉïa
âỉåüc dáùn di sỉí dủng vo ban âãm hồûc dáùn âãún mäüt bçnh chỉïa khạc
thç nỉåïc trong bçnh chỉïa âỉåüc tỉû âäüng bäø sung bàòng ngưn nỉåïc lảnh
tỉì bãn ngoi (nhiãût âäü nỉåïc lảnh khong 25
o

sỉí dủng mäüt cạch cọ êch.
Cáúu tảo cạc thiãút bë
Thiãút bë háúp thủ - bçnh chỉïa
Täø håüp hãû thäúng sn xút nỉåïc âạ v nỉåïc nọng cọ thiãût bë háúp
thủ âỉåüc cáúu tảo nhỉ hçnh 4.114, cháút háúp thủ âỉåüc gia nhiãût båíi nỉåïc
nọng v âỉåüc lm mạt bàòng nỉåïc lảnh. Thiãút bë háúp thủ
âỉåüc tênh toạn
1220
20
20
25
22
20
Than ho¹t tÝnh
20
§ng nc vµo
L¾p ¸p kÕ L¾p nhiƯt kÕ
§ng nc ra
§ng h¬i m«i chÊt lªn
§ng h¬i ®Õn
thiÕt bÞ ngung tơ
500
420
360

Hçnh 4.114. Täø håüp bçnh chỉïa - Bäü háúp thủ

184

thióỳt kóỳ dổỷa trón lổồỹng than hoaỷt tờnh, lổồỹng than naỡy phaới hỏỳp phuỷ hóỳt

4.7.2. Mạy lảnh háúp thủ dng nàng lỉåüng màût tråìi
Nàng lỉåüng màût tråìi cng cọ thãø cáúp nhiãût cho mạy lảnh háúp thủ,
hçnh 4.116 l så âäư ngun l mạy lảnh háúp thủ H
2
O-LiBr loải tạc dủng
Nước làm mát
Nước cần làm lạnh
Bơm chân không
Nước làm mát
Ống chóng kết tinh
HE
D
Ống giảm áp
Hơi gia nhiệt
C
A
B
Båm chán khäng
Nỉåïc cáưn lm lảnh
ÄÚng chäúng kãút tinh
Nỉåïc lm mạt
ÄÚng gim ạp
Ngưn nhiãût
Nỉåïc lm mạt

nh 4.116 Mạy lảnh háúp thủ H O-LiBr loải tạc dủng âån

Hç
2


lạnh hấp thụ nhiệt
của nước cần làm
lạnh và bay hơi, hơi
tác nhân lạnh đi qua
tấm chắn phân ly
nước rồi đi xuống
bình hấp thụ D. Dung
dòch trung gian trong
bình hấp thụ được bơm
đẩy phun giọt nhỏ để
hấp thụ hơi tác nhân
8
c
w
c
i
c
2
9
10
s
c
p
4'
3'
1
3
5
4
7

âäng hồûc b
o qun) hồûc âiãưu ha khäng khê.
Âãún khäng
gian lm lảnh
Thạp
gii
nhiãût
Van 3 ng
Bçnh
háúp thủ
Thiãút bë ngỉng tủ
Thiãút bë bay håi
Bçnh
sinh håi
Ngưn nàng lỉåüng
phủ tråü
Thiãút bë hon
nhiãût
Van tiãút lỉu
Båm dung dëch
háúp thủ
Collector
Bçnh
Chỉïa

Hçnh 4.118. Hãû thäúng lm mạt khäng khê dng nàng lỉåüng màût

188

Hỗnh 4.118 laỡ sồ õọử nguyón lyù hóỷ thọỳng laỡm maùt khọng khờ sổớ

Hỗnh 4.120 laỡ hóỷ thọỳng maùy laỷnh hỏỳp thuỷ sổớ duỷng nng luồỹng mỷt
trồỡi vồùi chỏỳt taới nhióỷt laỡ nổồùc. 189
Hỗnh 4.120. Maù
y
laỷnh hỏỳ
p
thuỷ sổớ duỷn
g
nn
g
lổồỹn
g
mỷt trồỡi Hỗnh 4.121. Hóỷ thọỳng bọỹ thu nng lổồỹng mỷt trồỡi duỡng ọỳng nhióỷt
õóứ cỏỳp nhióỷt cho maùy laỷnh hỏỳp thu duỡng laỡm laỷnh khọng khờ
190