En industrias como la refinación de petróleo, petroquímica, química fina, fertilizantes, alimentos, productos farmacéuticos, protección ambiental, metalurgia, separación de aire y energía atómica, las torres empaquetadas son equipos unitarios importantes que se utilizan ampliamente y se utilizan ampliamente. Las operaciones comunes incluyen: destilación, absorción, desorción y extracción, etc., puede poner en estrecho contacto las fases líquidas o líquido-líquido del gas (o vapor) para lograr el propósito de la transferencia de masa y la transferencia de calor entre fases.
La torre empaquetada se compone de empaquetadura de torre, partes internas de la torre y columna de la torre. El empaque es el componente central de la torre empaquetada. Proporciona una superficie para el contacto bifásico gas-líquido para la transferencia de masa y el intercambio de calor. En la torre, el líquido fluye hacia abajo en forma de película a lo largo de la superficie del empaque, y el gas como fase continua fluye de abajo hacia arriba, contrarrestando la transferencia de masa con el líquido, y las concentraciones de los componentes de las dos fases cambian. continuamente a lo largo de la altura de la torre.
El embalaje se puede dividir en dos categorías: embalaje aleatorio y embalaje estructurado. En la actualidad, el desarrollo y aplicación del embalaje todavía se lleva a cabo en dos direcciones: embalaje aleatorio y embalaje estructurado.
Los medios de embalaje que proporcionan superficies de transferencia de masa y de calor deben cumplir los siguientes requisitos básicos:
(1) El efecto de transferencia de masa es bueno y se requiere que el relleno proporcione una gran superficie de contacto gas-líquido, es decir, requiere una gran superficie específica; y se requiere que la superficie de relleno se humedezca fácilmente con líquido, y solo la superficie humedecida es la superficie de contacto gas-líquido. .
(2) La capacidad de producción es grande y la caída de presión del gas es pequeña, por lo que se requiere que la proporción de vacíos de la capa de relleno sea grande.
(3) No es fácil provocar deriva y flujo en el canal.
(4) Tolerancia del material, es decir, buena resistencia a la corrosión, alta resistencia mecánica y resistencia al calor necesaria.
(5) Es fácil obtener materiales, cómodo de fabricar y barato.
El embalaje aleatorio todavía se utiliza en algunas ocasiones especiales, pero el embalaje estructurado se ha convertido en la corriente principal de la aplicación y el desarrollo del embalaje. El embalaje estructurado se está desarrollando rápidamente y su escala de aplicación se está expandiendo. Las principales razones son:
(1) El vigoroso desarrollo de la industria química, la industria química fina y la industria petroquímica requiere torres con alta eficiencia, baja resistencia, baja capacidad de retención de líquidos y gran flujo.
(2) Tanto el ahorro de energía como la protección del medio ambiente requieren torres de baja resistencia.
(3) Requisitos para la transformación técnica de grandes torres.
El embalaje estructurado se ha utilizado en muchas industrias, como la química y petroquímica. Las unidades de embalaje del embalaje estructurado están dispuestas de forma regular y ordenada en la torre, que es la diferencia básica del embalaje aleatorio.
El empaque estructurado define la trayectoria del flujo gas-líquido, mejora el flujo del canal y los fenómenos de flujo de la pared, la caída de presión puede ser muy pequeña y puede proporcionar un área de superficie más específica y puede lograr mayores efectos de transferencia de masa y transferencia de calor en el mismo volumen. . Debido a la uniformidad, regularidad y simetría de la estructura, cuando tiene la misma superficie específica que el empaque aleatorio, la proporción de huecos del empaque es mayor, tiene mayor flujo y la capacidad de procesamiento integral es mucho mayor que la de la placa. torres y torres de embalaje aleatorias. .
A través de una investigación profunda sobre el embalaje estructurado y un cuidadoso diseño, fabricación, instalación y operación cuidadosa de los componentes internos de la torre, el efecto de amplificación industrial puede volverse insignificante.
Ventajas del embalaje estructurado:
1. La eficiencia de separación del embalaje estructurado es alta. La torre superior y la torre de argón crudo tienen una alta eficiencia de separación. Esto se debe a la reducción significativa de su presión operativa. Cuanto menor sea la presión de funcionamiento, mayor será la separación de oxígeno, nitrógeno y argón. , especialmente la separación de oxígeno y argón. En términos generales, la tasa de extracción de oxígeno se puede aumentar entre un 1% y un 3%; la tasa de extracción de argón se puede aumentar entre un 5% y un 10%.
2. El embalaje estructurado tiene grandes espacios, gran capacidad de producción y el diámetro reducido de la torre facilita el transporte.
La proporción de vacíos de todo el relleno puede alcanzar más del 95%. En la torre de placa de tamiz, el área de la placa perforada representa aproximadamente el 80 % de la sección transversal de la torre y la tasa de apertura es de aproximadamente el 8 ~ 12 %. Para la misma carga, el diámetro de la torre empacada es menor que el de la torre de placa de tamiz; generalmente, su sección transversal es solo del 60 al 70% de la torre de placa de tamiz, lo que es beneficioso para el transporte de grandes equipos de separación de aire.
3. El empaque estructurado tiene una pequeña capacidad de retención de líquido, una gran relación operativa de líquido a gas y elasticidad, y puede cambiar rápidamente las condiciones de trabajo.
La carga operativa de la torre de placas de tamiz está limitada por la fuga de los orificios del tamiz y la velocidad de inundación. La torre empacada sólo está limitada por la velocidad de inundación, por lo que su carga operativa puede variar dentro de un amplio rango. El rango de carga de diseño de la torre empaquetada puede alcanzar el 40%. ~120%.
Debido a que la capacidad de retención de líquido de una torre empacada es pequeña, generalmente solo del 1 % al 6 % del volumen de la torre, mientras que la capacidad de retención de líquido de una torre de placas tamizadoras es mayor que el 8 % del volumen de la torre, una capacidad de retención de líquido pequeña significa que el líquido permanezca en la torre por un corto tiempo. , la caída de presión de funcionamiento es pequeña y también favorece el funcionamiento en condiciones de trabajo cambiantes.
4. El tiempo de inicio del dispositivo se reduce considerablemente.
El proceso de puesta en marcha del equipo de separación de aire es una operación sin salida de producto, por lo que acortar el tiempo de puesta en marcha es una de las formas de ahorrar energía y reducir el consumo del equipo de separación de aire. El tiempo de puesta en marcha del equipo de separación de aire se refiere al tiempo requerido desde que se pone en marcha el expansor hasta que se produce oxígeno. La torre superior adopta una vez regularizado el empaque, la cantidad de líquido retenido durante la destilación normal se reduce considerablemente, lo que acorta en gran medida el tiempo de puesta en marcha del equipo de separación de aire.
La eficiencia de los equipos de torre empacada afecta directamente los beneficios económicos de la industria química e incluso los beneficios de toda la sociedad. A medida que la sociedad sigue progresando, la demanda también aumenta. La demanda de embalajes estructurados con gran capacidad de producción y funcionamiento estable seguirá aumentando.
