پرشروسل صنعتی یک نوع محفظه بسته است که برای نگهداری و جابه‌جایی مایعات، بخارها یا گازها در فشارهای بسیار بالا یا پایین‌تر از فشار محیط طراحی شده است. این مخازن در صنایع مختلفی نظیر پتروشیمی، نفت و گاز، شیمیایی و فراوری غذا به کار می‌روند و شامل تجهیزاتی مانند رآکتورها، درام‌های فلش، جداکننده‌ها و مبدل‌های حرارتی می‌شوند.
مخازن تحت‌فشار صنعتی نقش مهمی در سیستم‌های تصفیه آب به ویژه در فرایندهای فیلتراسیون و اسمز معکوس ایفا می‌کنند. به همین سبب در این مقاله پالایه سازان فرایند توس به معرفی پرشروسل صنعتی (Pressure Vessel) و انواع وسل ممبران خواهیم پرداخت.
پرشروسل صنعتی چیست؟ و انواع و وظیفه وسل ممبران
پرشروسل صنعتی یا پوسته ممبران یا بخش مخزن هوزینگ ممبران، یک محفظه بسته است که برای نگهداری گازها یا مایعات در فشاری به مراتب بالاتر یا پایین‌تر از فشار محیط طراحی و ساخته شده است. نمونه‌های آن را می‌توان در بخش‌های مختلف مشاهده کرد از جمله اتوکلاوها، سیلندرهای گاز فشرده، کمپرسورها و اتاقک‌های خلا که برای به طور سفارشی طراحی می‌شوند.
ویژگی‌ها و مشخصات پرشروسل صنعتی
طراحی مخازن تحت‌فشار بر اساس استانداردها و مقررات بین‌المللی مانند کد بویلر و مخازن تحت‌فشار ASME (BPVC) انجام می‌شود.
بخش VIII کد ASME BPVC که به مخازن تحت‌فشار اختصاص دارد، به سه بخش تقسیم می‌شود:
| بخش I | برای مخازنی که در فشار بالای ۱۵ psig کار می‌کنند. |
| بخش II | برای مخازنی که در فشار تا ۱۰,۰۰۰ psig کار می‌کنند و نیاز به محاسبات دقیق‌تری دارند. |
| بخش III | برای مخازنی که در فشارهای بالای ۱۰,۰۰۰ psig کار می‌کنند. |
مواد سازنده می‌توانند از جنس فایبرگلاس یا استیل باشند. در ساخت آنها باید از مواد با کیفیت و مقاوم به فشارهای بالا و شرایط محیطی مختلف استفاده کرد
استانداردهای بازرسی پرشروسل صنعتی
استاندارد API 510 برای بازرسی، ارزیابی، تعمیر و تغییر مخازن تحت‌فشار در حال سرویس استفاده می‌شود. هدف این استاندارد بازبینی و حفظ یکپارچگی مخازن تحت‌فشار در حال سرویس است. یک مخزن تحت‌فشار باید در دمای کاری و فشار مجاز حداکثری (MAWP) خود کار کند. تمامی فعالیت‌های مربوط به مخازن تحت‌فشار باید توسط افراد مجرب انجام شود؛ زیرا نشت یا رهایی تصادفی محتوای مخزن تحت‌فشار تهدیدی برای محیط اطراف مخزن به حساب می‌آید.
کاربردهای پرشروسل صنعتی
مخازن تحت‌فشار صنعتی در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شوند، از جمله:
- صنایع پتروشیمی: برای نگهداری و فراوری مواد شیمیایی.
- نفت و گاز: برای استخراج، تصفیه و نگهداری محصولات نفتی و گازی.
- صنایع شیمیایی: برای انجام واکنش‌های شیمیایی و فراوری مواد.
- صنایع غذایی: برای فراوری، نگهداری و جابه‌جایی محصولات غذایی تحت شرایط فشار کنترل‌شده.
اهمیت پرشروسل‌های صنعتی در تصفیه آب
با استفاده از پرشروسل‌های صنعتی و ممبران‌های اسمز معکوس، می‌توان به آب با کیفیت بالا و خلوص بیشتر دست یافت. همچنین، طراحی مناسب و کارآمد پرشروسل‌ها به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند. در نهایت، استفاده از پرشروسل‌های با کیفیت و محافظت از ممبران‌ها باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و تعویض قطعات می‌شود.
کاربردهای آن شامل نگهداری مواد شیمیایی، گازهای فشرده، مایعات فرآیندی و استفاده در مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار است.
عملکرد پرشروسل‌های صنعتی در سیستم تصفیه آب
پرشروسل‌ها با طراحی مناسب و استفاده از مواد با کیفیت، محیطی امن و مطمئن برای ممبران‌ها فراهم می‌کنند. این امر باعث افزایش عمر مفید ممبران‌ها و کارایی کلی دستگاه تصفیه آب می‌شود.
- آب خام وارد پرشروسل می‌شود: آب خام از طریق پمپ‌های فشار قوی به داخل پرشروسل‌ها پمپ می‌شود.
- عبور آب از ممبران‌ها: آب با فشار بالا از ممبران‌های اسمز معکوس عبور کرده و ناخالصی‌ها و مواد محلول از آب جدا می‌شوند.
- خروج آب تصفیه شده: آب تصفیه شده از یک طرف پرشروسل خارج می‌شود و مواد زائد و پساب از طرف دیگر خارج می‌شوند.
انواع و وظیفه وسل ممبران چیست؟
وسل ممبران وظیفه نگهداری و محافظت از ممبران‌های اسمز معکوس را بر عهده دارد. اسمز معکوس به زبان ساده یک فرایند تصفیه آب است که در آن آب با فشار از یک فیلتر بسیار ریز به نام ممبران عبور می‌کند تا ناخالصی‌ها، مواد محلول و آلودگی‌ها از آن جدا شوند.
ممبران‌ها داخل وسل قرار می‌گیرند و در مقابل فشار و تنش‌های محیطی محافظت می‌شوند. وسل ممبران به‌گونه‌ای طراحی شده که فشار بالای لازم برای عبور آب از ممبران‌ها را تأمین کند.
وسل ممبران خانگی
وسل ممبران خانگی (Residential Membrane Vessel) برای استفاده از دستگاه‌های تصفیه آب خانگی و در کنار فیلتر تصفیه آب طراحی شده‌اند. معمولاً کوچک‌تر و سبک‌تر هستند و برای فشارهای پایین تا متوسط مناسب خواهند بود. اغلب آنها از موادی مانند پلاستیک یا فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند.
وسل ممبران صنعتی
همان‌طور که گفتیم پرشروسل صنعتی از موادی قوی و مقاوم‌تر مانند فولاد ضد زنگ یا کامپوزیت‌های مقاوم به فشار طراحی و ساخته می‌شوند. وسل ممبران صنعتی (Industrial Membrane Vessel) معمولاً بزرگ‌تر و مقاوم‌تر هستند و برای فشارهای بالا کاربری دارند.
وسل ممبران نیمه صنعتی
این وسل‌ها بین کاربردهای خانگی و صنعتی قرار می‌گیرند و برای کاربردهای تجاری و نیمه‌صنعتی مناسب هستند. اندازه و مقاومت آنها نسبت به وسل‌های خانگی بیشتر است، اما به اندازه وسل‌های صنعتی بزرگ و مقاوم نیستند.
انواع پرشروسل صنعتی بر اساس کاربرد
پرشروسل‌های صنعتی خود نیز بر حسب کاربرد به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند که در زیر به آنها اشاره خواهیم کرد:
مخازن ذخیره‌سازی (Storage Vessels)
مخازن ذخیره‌سازی، مخازن تحت فشاری هستند که مایعات، بخارها و گازها را به صورت موقت نگهداری می‌کنند. این مخازن ممکن است برای نگهداری مایعات در فرایندهای بعدی یا ذخیره محصولات نهایی مانند گاز طبیعی فشرده (CNG) و نیتروژن مایع استفاده شوند.
مبدل‌های حرارتی (Heat Exchangers)
مبدل‌های حرارتی برای انتقال حرارت بین دو یا چند سیال استفاده می‌شوند. آنها در صنایع غذایی، داروسازی، انرژی و فرایندهای زیستی بسیار کاربرد دارند. عملکرد مبدل حرارتی به ویژگی‌های حرارتی و جریان سیالاتی که در تبادل حرارت مشارکت دارند و همچنین به ویژگی حرارتی جداره‌های هدایت‌کننده (برای مبدل‌های حرارتی با تماس غیرمستقیم) بستگی دارد. مواد در مبدل حرارتی تحت تنش ناشی از تفاوت دمای سیالات داغ و سرد و فشار داخلی قرار دارند.
وسل ممبران بخشی از سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس است که ممبران‌ها را در خود نگه می‌دارد و فشار لازم برای عبور آب از ممبران را فراهم می‌کند
دیگ‌ها (Boilers)
دیگ‌ها تجهیزات انتقال حرارت هستند که از سوخت، انرژی هسته‌ای یا الکتریکی به عنوان منابع حرارت استفاده می‌کنند. آنها معمولاً از یک محفظه بسته تشکیل شده‌اند که اجازه می‌دهد حرارت از منبع به سیال منتقل شود. عمدتاً برای گرم کردن مایعات استفاده می‌شوند و گاهی تغییر فاز سیال از مایع به بخار در داخل دیگ رخ می‌دهد.
بخار تولید شده توسط دیگ برای کاربردهای گرمایشی مختلف و تولید برق استفاده می‌شود. دیگ‌های بخار، بخار را با فشار بالا تولید می‌کنند تا تیغه‌های توربین را به حرکت درآورند، بنابراین مخزن دیگ باید دارای استحکام بالایی برای تحمل فشارها و تنش‌های حرارتی باشد.
ستون‌های تقطیر (Distillation Columns)
ستون‌های تقطیر اجازه جداسازی مخلوطی از مایعات را بر اساس تفاوت در تبخیرپذیری آنها می‌دهند. دو نوع فرایند تقطیر وجود دارد که نوع فرایند تقطیر به شدت بر طراحی مخزن فشار تأثیر می‌گذارد:
- تقطیر فلش (Flash Distillation): شامل گرم کردن مخلوط مایع با فشار بالا و سپس جداسازی بخار حاصل از جزء فرارتر داخل محفظه فلش می‌شود. مخلوط گرم ابتدا از یک شیر عبور می‌کند و افت فشار در عرض شیر باعث تبخیر جزئی مایع می‌شود. بخار در بالای محفظه فلش جمع می‌شود و مایع در پایین ته‌نشین می‌شود.
- تقطیر ستونی (Column Distillation): یک یا چند جریان مخلوط مایع در یک یا چند نقطه وارد ستون می‌شوند. به عنوان جریان مایع که به پایین ستون می‌رود، با بخار صعودی از پایین ستون تماس می‌گیرد. اجزای داخلی ستون مانند سینی‌ها، صفحات و بسته‌ها سطحی را برای انتقال جرم بین فاز مایع و بخار فراهم می‌کنند. ارتفاع مخزن ستون بستگی به تعداد سینی‌ها یا ارتفاع بسته‌ها دارد.
سخن پایانی
پرشروسل صنعتی (مخزن تحت‌فشار) یک محفظه بسته است که برای نگهداری گازها یا مایعات در فشارهای بالاتر یا پایین‌تر از فشار محیطی طراحی شده است. از انواع آن می‌توان به مخازن ذخیره‌سازی، مبدل‌های حرارتی، دیگ‌ها و مخازن فرایندی اشاره کرد.
وسل ممبران بخشی از سیستم تصفیه آب است که ممبران‌های اسمز معکوس را در خود نگه می‌دارد. این وسل‌ها می‌توانند خانگی، نیمه‌صنعتی یا صنعتی باشند و وظیفه آنها تأمین فشار لازم برای عبور آب از ممبران، جداسازی ناخالصی‌ها و حفظ یکپارچگی سیستم تصفیه آب است.
سؤال‌های متداول
پرشروسل صنعتی چیست و چه کاربردهایی دارد؟
پرشروسل صنعتی یک محفظه بسته است که برای نگهداری گازها یا مایعات در فشارهای مختلف طراحی شده است. کاربردهای آن شامل نگهداری مواد شیمیایی، گازهای فشرده، مایعات فرایندی و استفاده در مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار است.
چگونه می‌توان پرشروسل مناسب را برای یک کاربرد خاص انتخاب کرد؟
انتخاب پرشروسل مناسب بر اساس نوع سیال، فشار و دمای کاری، حجم مورد نیاز و استانداردهای مربوطه انجام می‌شود. همچنین باید به جنس مواد، مقاومت در برابر خوردگی و سایر شرایط محیطی نیز توجه کرد. در این رابطه می‌توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
