Razumevanje postavitev stolpov
Kaj so notranjost stolpa?
Kako izbrati notranjost stolpa glede na pritisk in aplikacije
Notranje komponente neposredno vplivajo na učinkovitost stolpa, različne aplikacije pa zahtevajo specializirane notranje elemente. Uporabite ta notranji vodnik za izbiro stolpa, če želite izvedeti več o komponentah v stolpu in kako izbrati najboljše za določene aplikacije.
Razumevanje postavitev stolpov
Čeprav je za razumevanje delovanja stolpa pomembno vedeti, kaj počnejo notranjosti stolpa, sestavljajo le majhen del stolpa. Če vidite, kako se notranjost prilega celotni postavitvi stolpa, lahko lažje razumete sistem.
Prvič, delovanje stolpa je mešanje tekočine in plina. Z maksimiranjem površine z različnimi polnilnimi mediji in distribucijskimi kanali lahko stolp poveča površino tekočine, ki je v stiku s plinom. Medtem ko imajo notranji deli ključno vlogo pri enakomernem razprševanju tekočine po celotnem plinu, igra metoda dodajanja tekočine na vrh enako pomembno vlogo v procesu kot izbira notranje embalaže.
Znotraj stolpa pakiranja ali pladnji, nosilci in razdelilniki zagotavljajo enakomeren pretok tekočine in plina. S prenosom mase med tekočinami in plini lahko stolpi izvajajo naloge absorpcije ali destilacije. Več industrij uporablja te strukture, kot so čiščenje vode, obdelava odpadne vode, kemična predelava in čiščenje onesnaževanja iz plinastih izpustov iz obratov.
Splošna postavitev stolpa vključuje dovod na vrhu za tekočino in dovod na dnu za plin. Plin se premika navzgor skozi razdelilnik in embalažni material, da se pomeša s tekočino. Tekočina prši navzdol iz razdelilnika na vrhu nad embalažnim materialom. Nosilci držijo vsako plast pakirnega medija. Redistributer tekočine na sredini preprečuje zbiranje tekočine vzdolž sten stolpa.
Razporeditev teh mas zagotavlja učinkovitost stolpa. Obdelana tekočina teče iz dna stolpa, plin, ki je pobral hlapne organske spojine (HOS) iz vode, pa se odvaja z vrha.
Na zasnovo stolpa vpliva več dejavnikov, kot so:
Vrsta, globina in velikost pakirnega medija
Stopnja površinske obremenitve
Razmerje med prostornino zraka in vodo
Sam stolp mora imeti konstrukcijo, ki ne reagira z materiali v notranjosti. Zato so običajni materiali plastika s stekleno ojačitvijo, jeklo z gumijasto oblogo ali polietilen. Stolpi imajo cilindrično obliko, ki omogoča enakomerno porazdelitev tekočine z vrha.
Kaj so notranjost stolpa?
Vsak od notranjih delov stolpa pomaga pri enakomerni porazdelitvi tekočine in plina, kar omogoča največji prenos mase. Vsaka komponenta ima ključno vlogo in mora ustrezati potrebam tlaka, tekočin in plinov, s katerimi deluje. Napačni deli lahko prispevajo k težavam s stolpom, kot sta nastajanje pene in obraščanje. Za učinkovito delovanje so potrebni naslednji običajni notranji deli stolpa:
1. Razdelilnik tekočine
Kritični razdelilnik tekočine mora razporediti enakomerno meglico tekočine po embalaži. Zamašitve, neenakomeren pritisk in druge težave, ki preprečujejo najbolj razširjeno razpršitev tekočine, bodo vplivale na učinkovitost celotnega stolpa. Razdelilniki tekočine so na voljo v dveh glavnih oblikah, ki jih upravlja gravitacija ali tlak. Sila za tekočino kaže, v katero kategorijo sodi razdelilnik.
Gravitacijski razdelilniki uporabljajo silo gravitacije za širjenje enakomerne plasti tekočine v stolp. Čeprav lahko prenesejo večje količine tekočine kot tlačni tipi, nimajo toliko izhodnih točk kot tlačni razdelilniki tekočine.
Vrste gravitacijskih razdelilnikov vključujejo korito, odcejalno cev in posodo. Za uporabo koritastega razdelilnika najprej nalijte tekočino v ločilno škatlo. Iz te škatle bo tekočina enakomerno tekla v korita in iz dna razdelilnika. Ta model dobro deluje z aplikacijami velikega obsega ali tistimi, ki zahtevajo preprečevanje obraščanja.
Kapljična cev in posoda sta tesno povezani vrsti gravitacijskih razdelilnikov. Oba imata zasnovo, ki omogoča premikanje plina navzgor skozi razdelilnik prek stopničastih odprtin različnih višin. Odprtine ali kapalne cevi omogočajo prehajanje tekočine. Za namene umazanije se zasnove odcejalnih cevi obnesejo bolje kot razdelilniki posod.
Tlačni razdelilniki tekočine so stroškovno učinkovitejši od gravitacijskih modelov in uporabljajo pritisk za potiskanje tekočine skozi odprtine. Ti omogočajo, da več hlapov teče navzgor v razdelilnik. Vendar lahko korodirajo bolj kot gravitacijski modeli.
Razdelilniki tekočine pod pritiskom vključujejo lestveni tip in pršilno šobo. Lestveni razdelilniki imajo razvejane cevi, ki so razporejene pod kotom 90- stopinj od vira. Odprtine v vejah omogočajo iztekanje tekočine. Medtem ko lestvene cevi sprejmejo velike ali srednje velike količine tekočine, se lahko njihove odprtine zamašijo v sistemih za obraščanje ali ko so v tekočinah raztopljene trdne snovi. Razdelilniki pršilnih šob najbolje pošiljajo manjše količine tekočine preko kratkih plasti za prenos toplote ali rafinerije. Ti razdelilniki ne delujejo dobro za destilacijo.
2. Podporna mreža
Podporna mreža lahko prenaša naključne ali strukturirane embalažne materiale. Te rešetke morajo zadrževati komponente embalaže, ne da bi pustile, da bi padle skoznje, hkrati pa omogočale ustrezen pretok plina in tekočine skozi njih. Pri uporabi podpornih mrež z naključnim pakiranjem potrebujejo rešetke palice za pritrditev na podporne obroče.
Dobro izdelane podporne rešetke bodo zagotovile maksimalno odprto površino, ponudile ustrezno podporo za pakiranje postelj katere koli višine in zagotovile visoko zmogljivost stolpa. Podporne mreže imajo različne materiale za izdelavo, vključno s plastiko, ojačano s steklenimi vlakni (FRP), kovino ali plastiko.
Pri aplikacijah z nizkim ali srednjim pretokom plina lahko podporne mreže za pakiranje delujejo tudi kot zadrževalne mreže.
3. Mreža za držanje
Pritrdilna mreža, znana tudi kot omejevalnik ležišča, je nameščena na vrhu embalaže, da ostane raven in na mestu. Pri strukturiranem pakiranju lahko premikanje stolpa ali poplava premakne pakiranje. Vendar omejevalnik ležišča na vrhu embalaže preprečuje premikanje materiala.
Za naključno pakiranje zadrževalna mreža opravlja še bolj kritično nalogo preprečevanja fluidizacije vrha postelje v primeru poplave v stolpu. Zadrževalna mreža zagotavlja večji nadzor nad sistemom, tudi če pride do poplave. Ta mreža enakomerneje porazdeli pritisk po dnu, kar zmanjša vpliv naključnih poplav ali drugih incidentov.
Te rešetke bodo nameščene na vrhu materiala za pakiranje ali nameščene na stenah stolpa.
4. Redistributor tekočine
Vsi stolpi ne zahtevajo uporabe tekočih reddistributerjev. Pri aplikacijah, ki imajo več dovodov tekočine, potrebujejo stranske odvzeme tekočine ali zahtevajo boljše mešanje drugačnih snovi, bo v pomoč reddistributer tekočine. Te naprave stojijo pod posteljo in zbirajo tekočino ter jo enakomerno porazdelijo v spodnji del stolpa. Glavni tipi so zbiralniki tekočine za odvzem in razdelilniki tekočine z odprtino.
Zbiralniki za črpanje vključujejo parne dvižne cevi in cevi, ki lahko preusmerijo tekočino v zbiralnike. Razdelilniki tekočine z odprtinami zajamejo tekočino iz zgornje plasti, jo premešajo in prerazporedijo v enakomernem vzorcu skozi odprtine na dno stolpa. Za optimalno porazdelitev tekočine po celotnem stolpu in mešanje različnih tekočin je treba razdelilnike tekočine povezati z razdelilniki. Ta par izboljša enakomernost širjenja tekočine in učinkovitost stolpa.
5. Razdelilnik plina
Razpršilec razdelilnika plina dovaja enotno paro v stolp. Če želite povečati višino stolpa, namestite enega od teh na dno stolpa. Druga možnost za stolpe z več posteljami je namestitev razpršilnika med posteljami. Zato se sveža para bolje meša s tekočino in paro z dna stolpa.
Dimenzioniranje razpršilnikov razdelilnika plina je odvisno od zračnega tlaka, pretoka plina, temperature, moči kompresorja in izstopne hitrosti hlapov.
Kako izbrati notranjost stolpa glede na pritisk in aplikacije
Notranjost stolpa je močno odvisna od tlaka sistema in vrst polnilnih medijev. Vendar so ti dejavniki le nekateri od mnogih premislekov pri nakupu notranjosti stolpa. Stopnje pretoka hlapov in tekočine prav tako igrajo vlogo pri izbiri notranjih delov.
Vrste tlaka v notranjosti stolpa
Spremembe tlaka v stolpih so lahko visoke, nizke ali občutno padejo. Notranje naprave znotraj stolpa morajo izpolnjevati potrebe po tlaku za pretok hlapov ali tekočine, da se prepreči oviranje delovanja:
Nizek tlak:Nizkotlačni nanos tekočin prek pršilne šobe je lahko boljši s pladnji, saj je to ena od dveh glavnih uporab pladnjev. Strukturirana embalaža najbolje deluje, ko je tlak sistema pod 2 atmosferama (atm) in pri nizkih stopnjah tekočine.
Visok pritisk:Pri aplikacijah za visokotlačno destilacijo je najbolje uporabiti medije, ki bolje delujejo pri večjih pretokih tekočine, kot so pladnji ali naključna pakiranja. Previsoki pritiski lahko poškodujejo nekatera naključna pakiranja. Posvetovanje s projektantom, ki uporablja posebne parametre visokotlačnega sistema, lahko pomaga pri iskanju idealnega pakirnega materiala.
Vakuum ali padec tlaka:Pri aplikacijah, ki zahtevajo zmanjšanje padca tlaka, uporabite strukturirano embalažo, da zmanjšate učinek. Če strukturirano pakiranje ne zadošča, uporabite naključno pakiranje, ki ima manjše padce tlaka kot pladnji.
Dejavniki, ki vplivajo na izbiro notranjosti stolpa
Pomembne so tudi vrste medijev, ki se uporabljajo za pakiranje v stolpu. Vsebina tekočin, ki prehajajo skozi medij, in višina postelje bosta vplivala na končno izbiro:
Trdne snovi v tekočini:Za vsako situacijo, ki vključuje prehajanje trdnih snovi skozi stolp v obdelanih tekočinah, so idealni razdelilniki tekočine z odprtino in koritasti razdelilniki. Omogočajo usedanje trdnih snovi, hkrati pa omogočajo prehajanje tekočin.
Težki plini ali tekočine tečejo:Koritasti razdelilniki so idealni za aplikacije, ki zahtevajo prenos mase z močnimi tokovi plina ali tekočine. Zahvaljujoč zasnovi s stožčastimi zarezami so lastnosti obračanja dobre.
Čiščenje odpadne vode:Za čiščenje odpadne vode bo embalažni material, ki spodbuja rast koristnih bakterij, izboljšal predelavo odpadne vode. Naključna embalaža MACH Engineering Bio-Media ima na primer obliko in material, ki spodbuja protozoe in glive, ki bodo razgradile organske snovi v odpadni vodi. Tesnila MACH Cascade Bio-Media imajo obliko, ki omogoča prehajanje trdnih delcev, kar zmanjšuje obraščanje.
Korozivni materiali:Kisline in drugi jedki materiali v tekočini ali pari zahtevajo odporne materiale, ki se ne razgradijo. Keramični materiali so inertni in so odporni na poškodbe zaradi kislin. Vendar pa lahko nekatere kovine, kot je nerjavno jeklo, zadoščajo za nekatere postopke z visoko vsebnostjo soli, alkalne ali kisle.
Višine postelje:Za napolnjene stolpe, ki potrebujejo nižje višine postelje, da bi dosegli enake rezultate, lahko razdelilniki z odprtinami s kapalnimi cevmi zagotovijo višja razmerja znižanja brez povečanja višine dvižnega voda.
Več virov in izdelkov:Reddistributerji tekočin lahko sprejmejo stolpe, ki morajo obvladovati mešanje različnih tekočin ali več dovodov. Pri navzkrižnem mešanju tekočin se neustrezna porazdelitev materiala močno poveča, če ne uporabljamo redistributerjev tekočine.
