তরলীকরণ সিস্টেমে প্লেট ফিন হিট এক্সচেঞ্জারের অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বন্টন

তরলীকরণ সিস্টেমে প্লেট ফিন হিট এক্সচেঞ্জারের অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রার বন্টন:
১) নাইট্রোজেন প্রসারণ চক্র: হিট এক্সচেঞ্জারের দুই প্রান্ত এবং মধ্যবর্তী অংশে তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্য খুব কম থাকে এবং অন্যান্য অংশে তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি থাকে। তবে, হিট এক্সচেঞ্জারের নকশায় সর্বনিম্ন তাপ স্থানান্তর তাপমাত্রার পার্থক্যের জন্য নির্দিষ্ট কিছু শর্ত থাকে, যা খুব বেশি কম হতে পারে না। সাধারণত, তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্যের বণ্টন অসম হয়, তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি থাকে এবং অপরিবর্তনীয় ক্ষতিও বেশি হয়, ফলে সংশ্লিষ্ট কম্প্রেসরের শ্যাফট পাওয়ারের চাহিদা বেশি হবে;
২) নাইট্রোজেন মিথেন সম্প্রসারণ চক্র: হিট এক্সচেঞ্জারের নিম্ন-তাপমাত্রার অংশে শীতলীকরণ ক্ষমতা থ্রটল ভালভ দ্বারা সরবরাহ করা হয়। নাইট্রোজেন এবং মিথেনের মিশ্রণকে থ্রটল করে ঠান্ডা করা হয়। মিথেনের পরিমাণ বেশি থাকার কারণে, থ্রটল করার পর ঠান্ডা প্রান্তের তাপমাত্রার পার্থক্য কম থাকে। তাপমাত্রা বাড়ার পর, মিথেন এবং নাইট্রোজেন দ্রুত বাষ্পীভূত হয়ে প্রচুর পরিমাণে শীতলীকরণ ক্ষমতা প্রদান করে, যার ফলে হিট এক্সচেঞ্জারে একটি বড় তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি হয় এবং বাষ্পীভূত মিশ্র গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়তে থাকে। এই অনুভূত তাপ উচ্চ-চাপের তরল প্রাকৃতিক গ্যাসের জন্য শীতলীকরণ ক্ষমতা সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয় এবং তাপমাত্রার পার্থক্য কার্যকর হতে শুরু করে। এটি একটি নির্দিষ্ট মানে নেমে আসার পর, ঠান্ডা তরলটি এক্সপান্ডারের আউটলেটে নিম্ন-তাপমাত্রার গ্যাসের সাথে মিশে সিস্টেমের জন্য শীতলীকরণ ক্ষমতা সরবরাহ অব্যাহত রাখে। কোল্ড বক্সের ভিতরে সর্বনিম্ন তাপমাত্রার পার্থক্য সবচেয়ে গরম প্রান্ত, সবচেয়ে ঠান্ডা প্রান্ত এবং থ্রটল করা তরল ও সম্প্রসারণ তরলের সঙ্গমস্থলে থাকে। অধিকন্তু, হিট এক্সচেঞ্জারের গড় তাপমাত্রার পার্থক্য নাইট্রোজেন সম্প্রসারণ তরলীকরণ চক্রের চেয়েও কম;
৩) এমআরসি (MRC): হিট এক্সচেঞ্জারের ভিতরে নিম্ন-তাপমাত্রার প্রান্তে তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্য কম থাকে, এবং যখন এটি স্বাভাবিক তাপমাত্রার কাছাকাছি থাকে তখন তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি হয়। এর প্রধান কারণ হলো রেফ্রিজারেন্টে বিউটেনের পরিবর্তে আইসোপেন্টেন ব্যবহার করা হয়। সংকুচিত মিশ্র রেফ্রিজারেন্ট সমুদ্রের পানি দ্বারা ঠান্ডা হওয়ার পর, রেফ্রিজারেন্টের মধ্যে থাকা আইসোপেন্টেন ঘনীভূত হয়ে তরলে পরিণত হয়। থ্রটলড মিশ্র রেফ্রিজারেন্টে, আইসোপেন্টেন উচ্চ তাপমাত্রায় বাষ্পীভূত হতে শুরু করে, যার বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ অনেক বেশি। তাপ প্রবাহে থাকা প্রাকৃতিক গ্যাস এবং উচ্চ-চাপের মিশ্র রেফ্রিজারেন্টকে ঠান্ডা করার সময় শীতলীকরণ ক্ষমতার এই অংশটি ব্যবহৃত হতে পারে না, ফলে এই অংশে তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি হয়। তবে, উচ্চ স্ফুটনাঙ্কের রেফ্রিজারেন্ট হিসেবে বিউটেনের পরিবর্তে আইসোপেন্টেন ব্যবহার করলে তা কেবল বিদ্যুৎ খরচই কমায় না, বরং তাপ বিনিময় তাপমাত্রার পার্থক্যও বাড়ায়, যা পুরো সিস্টেমের জন্য খুবই উপকারী;
রেফ্রিজারেশন চক্রের ধাপ সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে, রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের বিদ্যুৎ খরচ কমে যায় এবং রেফ্রিজারেশন সহগ ও এক্সারজি দক্ষতা বৃদ্ধি পায়, কিন্তু রেফ্রিজারেশন কর্মক্ষমতার উপর ধাপ সংখ্যা বৃদ্ধির প্রভাব হ্রাস পায়। রেফ্রিজারেশন চক্রের ধাপ সংখ্যা বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার জটিলতা বাড়ায় এবং পরিচালনযোগ্যতা হ্রাস করে। বিভিন্ন আকারের রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের সর্বোত্তম ধাপ সংখ্যা ভিন্ন ভিন্ন হয়। আকার যত বড় হয়, সর্বোত্তম ধাপ সংখ্যাও তত বেশি হয়।

এমআরসি-তে প্রি-কুলিং সহ এবং প্রি-কুলিং ছাড়া সাইকেল অন্তর্ভুক্ত। প্রি-কুলিং সাইকেলের মধ্যে বিশুদ্ধ রেফ্রিজারেন্ট প্রি-কুলিং এবং মিশ্র রেফ্রিজারেন্ট প্রি-কুলিংও অন্তর্ভুক্ত। এই সাইকেলগুলিতে মিশ্র রেফ্রিজারেন্টগুলিকে বিভিন্ন পর্যায়ে বিভক্ত করা হয়। প্রতিটি পর্যায় থেকে পৃথক করা তরলকে রেফ্রিজারেশনের জন্য সাবকুলিং এবং থ্রটলিং করা হয়, এবং পৃথক করা গ্যাসকে ক্রমাগত ঠান্ডা ও পৃথক করা হতে থাকে। পৃথকীকরণের পর্যায়গুলি ভিন্ন, প্রক্রিয়ার জটিলতা ভিন্ন, এবং রেফ্রিজারেশন সাইকেলের দক্ষতাও ভিন্ন;
৩৭. এমআরসি (MRC)-এর প্রসেস ডিজাইনে, প্রসেসের কাঠামো অপ্টিমাইজ করা এবং উপযুক্ত সাইকেল সংখ্যা নির্বাচন করা প্রয়োজন। এমআরসি-এর মধ্যে রয়েছে এক-পর্যায়ের এমআরসি, দুই-পর্যায়ের এমআরসি, তিন-পর্যায়ের এমআরসি এবং বহু-পর্যায়ের এমআরসি। এই রেফ্রিজারেশন সাইকেলগুলো বর্তমানে ব্যবহৃত হয়। প্রক্রিয়াকরণের বিভিন্ন স্কেল অনুযায়ী রেফ্রিজারেশন সাইকেলের বিভিন্ন পর্যায়, বিভিন্ন রেফ্রিজারেশন বিদ্যুৎ খরচ এবং প্রসেসের বিভিন্ন জটিলতা নির্বাচন করতে হয়। এমআরসি অপ্টিমাইজেশনের মধ্যে রয়েছে কাঠামোগত অপ্টিমাইজেশন এবং প্রসেস প্যারামিটার অপ্টিমাইজেশন;