Strukturované balení - Structured packing
Pojem strukturované balení označuje řadu speciálně navržených materiálů pro použití v absorpčních a destilačních kolonách a chemických reaktorech . Strukturované náplně se obvykle skládají z tenkých vlnitých kovových desek nebo gáz uspořádaných způsobem, který nutí tekutiny, aby procházely komplikovanými cestami přes sloup, čímž vytvářejí velkou povrchovou plochu pro kontakt mezi různými fázemi .
Strukturovaný obal je vytvořen z vlnitých plechů z perforovaného reliéfního kovu, plastu (včetně PTFE ) nebo drátěného pletiva. Výsledkem je velmi otevřená voštinová struktura s nakloněnými průtokovými kanály, které poskytují relativně velkou plochu, ale s velmi nízkým odporem proti proudění plynu. Vylepšení povrchu byla zvolena pro maximalizaci šíření kapaliny. Tyto charakteristiky mají tendenci vykazovat významné výkonnostní výhody v aplikacích s nízkým tlakem a nízkou rychlostí zavlažování.
Dějiny
Strukturované obaly byly zavedeny již několik desetiletí. První generace strukturovaného balení vznikla na počátku 40. let. V roce 1953 se objevil patentovaný obal s názvem Panapak ™, vyrobený z vlnitého plechu z expandovaného plechu. Balení nebylo úspěšné kvůli špatné distribuci a nedostatku dobrého marketingu. Druhá generace se objevila na konci padesátých let s vysoce účinnými obaly z drátěného pletiva, jako jsou Goodloe ™, Hyperfil ™ a Koch-Sulzer. Až do 70. let 20. století byly tyto obaly z důvodu jejich nízkého poklesu tlaku v teoretické fázi nejpoužívanější ve vakuové destilaci. Vysoká cena, nízká kapacita a vysoká citlivost na pevné látky však zabránily širšímu využití obalů z drátěného pletiva.
Vlnité strukturované náplně, zavedené Sulzerem na konci 70. let, označily třetí generaci strukturovaných náplňových sloupců. Tyto ucpávky nabízejí vysokou kapacitu, nižší náklady a menší citlivost na pevné látky při zachování vysokého výkonu. Popularita obalů vzrostla v 80. letech, zejména u revamps v ropných a petrochemických závodech. Tyto strukturované náplně vyrobené z vlnitých plechů byly ošetřeny chemicky nebo mechanicky, aby se zvýšila jejich smáčitelnost. V důsledku toho se zvlhčená plocha ucpávky zvýšila, což zlepšilo výkon. V roce 1994 byla vyvinuta nová geometrie s názvem Optiflow. Později, v roce 1999, byla na základě simulací a experimentů CFD vyvinuta vylepšená struktura obalů z vlnitého plechu, MellapackPlus . Tato nová struktura má ve srovnání s konvenčními Mellapak sníženou tlakovou ztrátu a maximální užitečnou kapacitu lze rozšířit až na 50%.
Odrůdy
Strukturované balení se vyrábí v široké škále velikostí změnou výšky lisování. Balicí plocha se pohybuje od 50 m² / m³ (nejnižší účinnost, nejvyšší kapacita) do 750 m² / m³ (nejvyšší účinnost, nejnižší kapacita).
Aplikace
Typické aplikace zahrnují vakuové a atmosférické frakcionátory ropy, hlavní frakcionátory FCC a TEG stykače. Oddělení mono- , di- a triethanolaminu , prováděné ve vakuu, může také využívat strukturované náplně, vzhledem k jejich relativně nízkému poklesu tlaku. Frakcionace vysokého oleje , proces oddělování mastných kyselin od kalafunových kyselin a smoly získaný jako vedlejší produkt Kraftova procesu výroby dřevní buničiny, také využívá strukturované balení. Obal navíc nachází uplatnění při výrobě styrenového monomeru a dehydrataci glykolu při zpracování zemního plynu.
Strukturované balení také najde využití v níže uvedených zařízeních / procesech:
- Vzduchová separace
- Separace cyklohexanon / cyklohexanol
- Rozdělovače xylenu
- Absorbéry CO 2
- Absorbéry H 2 S.
- Absorbéry ethylenoxidu
- Absorbéry akrylonitrilu
- Oleo Chemicals [1]
- Čisté chemikálie [2]
Výhody
Strukturované balení nabízí ve srovnání s použitím náhodného balení a zásobníků následující výhody :
- Nižší tlaková ztráta
- Vyšší účinnost (při stejné výšce věže)
- Vyšší kapacita
- Snížené zadržování kapaliny
Nevýhody
Strukturované balení nabízí následující nevýhody ve srovnání s použitím náhodného balení a zásobníků:
- Náklady
- Větší citlivost na nesprávnou distribuci