В таких отраслях, как нефтепереработка, нефтехимия, тонкая химия, удобрения, продукты питания, фармацевтика, охрана окружающей среды, металлургия, разделение воздуха и атомная энергетика, насадочные башни являются важным агрегатным оборудованием, которое широко используется и широко используется. Общие операции включают в себя: дистилляцию, абсорбцию, десорбцию и экстракцию и т. д. Они могут привести газовую (или паровую) жидкость или фазу жидкость-жидкость в тесный контакт для достижения цели массопереноса и теплопередачи между фазами.
Насадочная башня состоит из насадки башни, внутренних частей башни и колонны башни. Насадка является основным компонентом насадочной башни. Он обеспечивает поверхность для двухфазного контакта газа и жидкости для массообмена и теплообмена. В башне жидкость пленкообразным образом течет вниз по поверхности насадки, а газ как непрерывная фаза течет снизу вверх, противодействуя массопереносу с жидкостью, и концентрации компонентов двух фаз изменяются. непрерывно по высоте башни.
Упаковку можно разделить на две категории: случайную упаковку и структурированную упаковку. В настоящее время разработка и применение насадок по-прежнему ведутся в двух направлениях: неупорядоченная упаковка и структурированная упаковка.
Упаковочные материалы, обеспечивающие поверхности массообмена и теплопередачи, должны отвечать следующим основным требованиям:
(1) Эффект массообмена хороший, и наполнитель должен обеспечивать большую поверхность контакта газ-жидкость, то есть требуется большая удельная площадь поверхности; а поверхность наполнителя должна легко смачиваться жидкостью, и только смачиваемая поверхность является поверхностью контакта газа с жидкостью. .
(2) Производственная мощность велика, а перепад давления газа невелик, поэтому коэффициент пустотности слоя упаковки должен быть большим.
(3) Нелегко вызвать дрейф и течение русла.
(4) Допуск к материалу, то есть хорошая коррозионная стойкость, высокая механическая прочность и необходимая термостойкость.
(5) Материалы легко получить, они удобны в изготовлении и дешевы.
Неупорядоченная насадка по-прежнему используется в некоторых особых случаях, но структурированная насадка стала основным направлением применения и развития упаковок. Структурированная упаковка быстро развивается, расширяются масштабы ее применения. Основные причины:
(1) Энергичное развитие химической промышленности, тонкой химической промышленности и нефтехимической промышленности требует башен с высокой эффективностью, низким сопротивлением, низкой способностью удерживать жидкость и большим потоком.
(2) Как для энергосбережения, так и для защиты окружающей среды требуются башни с низким сопротивлением.
(3) Требования к техническому переоборудованию больших башен.
Структурированная насадка используется во многих отраслях промышленности, таких как химическая и нефтехимическая. Упаковочные единицы структурированной упаковки расположены в башне равномерно и аккуратно, что является основным отличием от случайной упаковки.
Структурированная насадка определяет путь потока газа и жидкости, улучшает явления потока в канале и стенке, перепад давления может быть очень небольшим, может обеспечить более удельную площадь поверхности и может достигать более высоких эффектов массообмена и теплопередачи в том же объеме. . Из-за однородности, регулярности и симметрии структуры, когда она имеет ту же удельную площадь поверхности, что и случайная насадка, коэффициент пустотности насадки больше, она имеет больший поток, а производительность по комплексной обработке намного выше, чем у пластинчатой упаковки. башни и башни случайной упаковки. .
Благодаря углубленным исследованиям структурированной упаковки и тщательному проектированию, изготовлению, монтажу и тщательной эксплуатации внутренних компонентов башни эффект промышленного усиления можно сделать незначительным.
Преимущества структурированной упаковки:
1. Эффективность разделения структурированной насадки высока. Верхняя башня и колонна для сырого аргона имеют высокую эффективность разделения. Это связано со значительным снижением их рабочего давления. Чем ниже рабочее давление, тем выше разделение кислорода, азота и аргона. , особенно разделение кислорода и аргона. Вообще говоря, степень извлечения кислорода можно увеличить на 1–3%; степень извлечения аргона может быть увеличена на 5–10%.
2. Структурированная насадка имеет большие зазоры, большую производственную мощность, а уменьшенный диаметр башни облегчает транспортировку.
Коэффициент пустот всего наполнителя может достигать более 95%. В башне с ситчатыми пластинами площадь перфорированной пластины составляет около 80% поперечного сечения башни, а степень открытия составляет около 8–12%. При той же нагрузке диаметр насадочной башни меньше диаметра ситовой башни; Как правило, его поперечное сечение составляет всего 60–70% площади башни с ситчатыми пластинами, что удобно при транспортировке крупного оборудования для разделения воздуха.
3. Структурированная насадка имеет небольшую емкость удержания жидкости, большое рабочее соотношение жидкости и газа и эластичность, а также может быстро менять условия работы.
Эксплуатационная нагрузка ситовой башни ограничивается негерметичностью ситовых отверстий и скоростью заполнения. Насадочная башня ограничена только скоростью затопления, поэтому их эксплуатационная нагрузка может варьироваться в широком диапазоне. Диапазон расчетных нагрузок насадочной башни может достигать 40%. ~120%.
Поскольку емкость удерживания жидкости в насадочной колонне невелика, обычно составляет всего от 1% до 6% объема башни, тогда как емкость удерживания жидкости в колонне с ситчатыми пластинами превышает 8% объема башни, небольшая емкость по жидкости означает, что что жидкость остается в башне в течение короткого времени. Падение рабочего давления невелико, что также способствует работе в изменяющихся условиях работы.
4. Время запуска устройства значительно сокращено.
Процесс запуска воздухоразделительного оборудования представляет собой операцию без вывода продукта, поэтому сокращение времени пуска является одним из способов экономии энергии и снижения расхода воздухоразделительного оборудования. Под временем запуска воздухоразделительного оборудования понимается время, необходимое от запуска детандера до производства кислорода. Верхняя колонна принимает После того, как насадка упорядочена, количество жидкости, удерживаемой во время обычной дистилляции, значительно уменьшается, что значительно сокращает время запуска оборудования для разделения воздуха.
Эффективность насадочного башенного оборудования напрямую влияет на экономическую выгоду химической промышленности и даже на выгоду всего общества. Поскольку общество продолжает прогрессировать, спрос также растет. Спрос на структурированную упаковку с большими производственными мощностями и стабильной работой будет и дальше расти.
