ข้อดีของการบรรจุแบบมีโครงสร้าง

ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การกลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี สารเคมีชั้นดี ปุ๋ย อาหาร ยา การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม โลหะวิทยา การแยกอากาศ และพลังงานปรมาณู หอบรรจุเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและใช้กันอย่างแพร่หลาย การดำเนินงานทั่วไป ได้แก่ การกลั่น การดูดซับ การคายและการสกัด ฯลฯ โดยสามารถนำก๊าซ (หรือไอ) ของเหลวหรือของเหลว-ของเหลวเข้ามาสัมผัสใกล้ชิดเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการถ่ายเทมวลและการถ่ายเทความร้อนระหว่างเฟส

หอบรรจุประกอบด้วยหอบรรจุ หอภายใน และเสาทาวเวอร์ การบรรจุเป็นองค์ประกอบหลักของหอบรรจุ เป็นพื้นผิวสำหรับหน้าสัมผัสสองเฟสของก๊าซ-ของเหลวเพื่อการถ่ายเทมวลและการแลกเปลี่ยนความร้อน ในหอคอย ของเหลวจะไหลลงในลักษณะคล้ายฟิล์มไปตามพื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ และก๊าซเป็นเฟสต่อเนื่องจะไหลจากล่างขึ้นบน ถ่ายเทมวลสวนทางกับของเหลว และความเข้มข้นของส่วนประกอบของทั้งสองเฟสเปลี่ยนไป ต่อเนื่องไปตามความสูงของหอคอย

การบรรจุสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ การบรรจุแบบสุ่ม และการบรรจุแบบมีโครงสร้าง ปัจจุบันการพัฒนาและการประยุกต์ใช้บรรจุภัณฑ์ยังคงดำเนินการในสองทิศทาง: การบรรจุแบบสุ่มและการบรรจุแบบมีโครงสร้าง

สื่อบรรจุภัณฑ์ที่มีการถ่ายเทมวลและพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนควรเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานต่อไปนี้:

(1) ผลการถ่ายโอนมวลเป็นสิ่งที่ดี และฟิลเลอร์จำเป็นต้องมีพื้นผิวสัมผัสก๊าซและของเหลวขนาดใหญ่ กล่าวคือ ต้องใช้พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ และพื้นผิวของตัวเติมจะต้องทำให้ของเหลวเปียกได้ง่าย และมีเพียงพื้นผิวที่เปียกเท่านั้นที่เป็นพื้นผิวสัมผัสของก๊าซและของเหลว .

(2) กำลังการผลิตมีขนาดใหญ่และแรงดันตกของก๊าซมีขนาดเล็ก ดังนั้นอัตราส่วนโมฆะของชั้นบรรจุจึงต้องมีขนาดใหญ่

(3) ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดการดริฟท์และการไหลของช่อง

(4) ความทนทานต่อวัสดุ กล่าวคือ ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งแรงเชิงกลสูง และทนความร้อนได้

(5) ได้วัสดุง่าย ทำสะดวก และราคาถูก

การบรรจุแบบสุ่มยังคงใช้ในบางโอกาสพิเศษ แต่การบรรจุแบบมีโครงสร้างได้กลายเป็นกระแสหลักในการประยุกต์ใช้และการพัฒนาการบรรจุ การบรรจุแบบมีโครงสร้างกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและขนาดการใช้งานก็ขยายออกไป สาเหตุหลักคือ:

(1) การพัฒนาอย่างแข็งแกร่งของอุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ชั้นดี และอุตสาหกรรมปิโตรเคมี จำเป็นต้องมีอาคารที่มีประสิทธิภาพสูง ความต้านทานต่ำ ความสามารถในการกักเก็บของเหลวต่ำ และมีฟลักซ์ขนาดใหญ่

(2) ทั้งการประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมจำเป็นต้องมีหอคอยที่มีความต้านทานต่ำ

(3) ข้อกำหนดสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคของหอคอยขนาดใหญ่

การบรรจุแบบมีโครงสร้างถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น อุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี หน่วยบรรจุภัณฑ์ของการบรรจุแบบมีโครงสร้างได้รับการจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอและเรียบร้อยในทาวเวอร์ ซึ่งเป็นความแตกต่างพื้นฐานจากการบรรจุแบบสุ่ม

การบรรจุแบบมีโครงสร้างกำหนดเส้นทางการไหลของก๊าซ-ของเหลว ปรับปรุงการไหลของช่องและปรากฏการณ์การไหลของผนัง แรงดันตกอาจมีน้อยมาก และสามารถให้พื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น และสามารถบรรลุผลการถ่ายเทมวลและการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้นในปริมาตรเดียวกัน . เนื่องจากความสม่ำเสมอ ความสม่ำเสมอ และสมมาตรของโครงสร้าง เมื่อมีพื้นที่ผิวจำเพาะเท่ากันกับการบรรจุแบบสุ่ม อัตราส่วนช่องว่างของการบรรจุจะใหญ่กว่า มีฟลักซ์มากกว่า และความสามารถในการประมวลผลที่ครอบคลุมนั้นมากกว่าแผ่นเพลทมาก หอคอยและหอบรรจุแบบสุ่ม .

ด้วยการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับการบรรจุแบบมีโครงสร้างและการออกแบบ การผลิต การติดตั้ง และการดำเนินการอย่างระมัดระวังของโครงสร้างภายในแบบทาวเวอร์ ผลกระทบจากการขยายทางอุตสาหกรรมจึงไม่มีนัยสำคัญ

ข้อดีของการบรรจุแบบมีโครงสร้าง:

1. ประสิทธิภาพในการแยกบรรจุภัณฑ์แบบมีโครงสร้างสูง หอคอยด้านบนและหอคอยอาร์กอนดิบมีประสิทธิภาพในการแยกสูง นี่เป็นเพราะความดันในการทำงานลดลงอย่างมาก ยิ่งแรงดันใช้งานต่ำ การแยกออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนก็จะยิ่งมากขึ้น โดยเฉพาะการแยกออกซิเจนและอาร์กอน โดยทั่วไปอัตราการสกัดออกซิเจนสามารถเพิ่มได้ 1% ถึง 3%; อัตราการสกัดอาร์กอนสามารถเพิ่มได้ 5% ถึง 10%

2. การบรรจุแบบมีโครงสร้างมีช่องว่างขนาดใหญ่ กำลังการผลิตขนาดใหญ่ และเส้นผ่านศูนย์กลางของหอคอยที่ลดลงช่วยให้การขนส่งสะดวก

อัตราส่วนโมฆะของฟิลเลอร์ทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 95% ในหอคอยแผ่นตะแกรง พื้นที่แผ่นพรุนคิดเป็นประมาณ 80% ของหน้าตัดของหอคอย และอัตราการเปิดอยู่ที่ประมาณ 8 ~ 12% สำหรับการโหลดเดียวกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของหอคอยของหอคอยที่บรรจุจะเล็กกว่าของหอคอยแผ่นตะแกรง โดยทั่วไปหน้าตัดของมันมีพื้นที่เพียง 60 ~ 70% ของหอแผ่นตะแกรงซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการขนส่งสำหรับอุปกรณ์แยกอากาศขนาดใหญ่

3. การบรรจุแบบมีโครงสร้างมีความสามารถในการกักเก็บของเหลวขนาดเล็ก อัตราส่วนของเหลวต่อก๊าซในการทำงานขนาดใหญ่และความยืดหยุ่น และสามารถเปลี่ยนสภาพการทำงานได้อย่างรวดเร็ว

โหลดการทำงานของหอแผ่นตะแกรงถูกจำกัดโดยการรั่วไหลของรูตะแกรงและความเร็วน้ำท่วม หอคอยที่บรรจุหีบห่อถูกจำกัดด้วยความเร็วน้ำท่วมเท่านั้น ดังนั้นภาระการปฏิบัติงานจึงอาจแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง ช่วงการออกแบบของหอบรรจุสามารถเข้าถึงได้ถึง 40% ~120%.

เนื่องจากความสามารถในการกักเก็บของเหลวของหอบรรจุมีขนาดเล็ก โดยทั่วไปเพียง 1% ถึง 6% ของปริมาตรของหอ ในขณะที่ความสามารถในการกักเก็บของเหลวของหอแผ่นตะแกรงมากกว่า 8% ของปริมาตรของหอ ความสามารถในการกักเก็บของเหลวขนาดเล็กหมายถึง ว่าของเหลวจะคงอยู่ในหอคอยได้ชั่วระยะเวลาหนึ่ง แรงดันใช้งานลดลงมีน้อย และยังเอื้อต่อการทำงานภายใต้สภาพการทำงานที่เปลี่ยนแปลงไป

4. เวลาเริ่มต้นอุปกรณ์สั้นลงอย่างมาก

กระบวนการสตาร์ทอุปกรณ์แยกอากาศเป็นการทำงานโดยไม่มีเอาท์พุตผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการลดเวลาสตาร์ทอัพจึงเป็นวิธีหนึ่งในการประหยัดพลังงานและลดการใช้อุปกรณ์แยกอากาศ เวลาเริ่มต้นของอุปกรณ์แยกอากาศหมายถึงเวลาที่ต้องใช้ตั้งแต่การสตาร์ทเครื่องขยายไปจนถึงการผลิตออกซิเจน หอคอยด้านบนใช้ หลังจากที่บรรจุเป็นประจำ ปริมาณของของเหลวที่เก็บไว้ในระหว่างการกลั่นแบบปกติจะลดลงอย่างมาก ซึ่งจะทำให้ระยะเวลาเริ่มต้นของอุปกรณ์แยกอากาศสั้นลงอย่างมาก

ประสิทธิภาพของอุปกรณ์หอบรรจุส่งผลกระทบโดยตรงต่อผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของอุตสาหกรรมเคมีและแม้กระทั่งผลประโยชน์ของสังคมทั้งหมด ในขณะที่สังคมก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ความต้องการก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ความต้องการบรรจุภัณฑ์แบบมีโครงสร้างที่มีกำลังการผลิตขนาดใหญ่และการดำเนินงานที่มั่นคงจะเพิ่มขึ้นอีก