Coloana umplută

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Simbologie utilizată în P&ID pentru a indica o coloană umplută.

Coloana de tip umplut sau coloana de corpuri de umplutură sau pat de ambalare pe coloană (în engleză „coloană ambalată” sau „pat ambalat”) este un „ echipament chimic utilizat într-o serie de operațiuni unitare (inclusiv distilarea , [1] absorbția gazelor - lichid și stripping ) în care este necesar să se efectueze un transfer de materie între două faze fluide . [2]

Caracteristicile de construcție și funcționarea echipamentului

Schema de funcționare a unei coloane cu corpuri de umplere

Coloana este formată dintr-un vas cilindric ( din oțel ) umplut cu un material adecvat, numit „ambalare” . Acest material poate consta, de exemplu, din cilindri ceramici și are funcția de a crește suprafața de contact dintre cele două fluide care intră în coloană, în general în contracurent .

Contactul dintre faze este continuu; umplutura servește pentru a da o suprafață pe care lichidul poate curge de sus în jos, în timp ce gazul crește cu mișcare opusă. Încercăm să avem suprafața maximă posibilă pentru schimbul de materie. De fapt, pe măsură ce suprafața de schimb dintre cele două fluide crește, cresc coeficienții de schimb , în special coeficientul de schimb al materialului , ceea ce permite echipamente cu performanțe mai mari, adică mai puțin voluminoase și mai puțin costisitoare.

Lichidul poate fi injectat de sus printr-un distribuitor adecvat de lichid , din care lichidul poate coborî din deschiderile digului . [3]

Umplutura nu este așezată direct pe fundul coloanei, ci se sprijină pe un suport mecanic („grilă de susținere”), cu deschideri mai mici în corpurile de umplere, pentru a le reține. În acest fel, gazul care intră în echipament de jos este distribuit uniform pe întreaga secțiune transversală a coloanei.

Deasupra secțiunii de umplere (și sub distribuitor) există o rețea metalică care are scopul de a reține corpurile de umplere, care altfel ar putea suferi deplasări din cauza curentului crescător.

Mai mult, „redistribuitorii” pot fi aranjați în secțiunea de umplere, la intervale regulate, care au sarcina de a face distribuția fazelor (lichid și gaz) mai uniformă. [3] De fapt, lichidul tinde să adere la peretele vasului, în timp ce gazul tinde să ocupe zona centrală, deci în absența redistribuitorilor, zona interfațială a gazului-lichid ar scădea și, în consecință, eficiența coloana umplută. [2]

Tipuri de umplutură

Umplerea se poate face în două moduri:

  • la întâmplare
  • în pachete structurate .

Umplere aleatorie

Prima metodă utilizată pe scară largă până în anii 1970 constă în umplerea coloanei cu elemente cilindrice goale (inele Raschig) sau elemente în formă de șa (șeile Berl), astfel încât cele două fluide să adere sub formă de pelicule pe aceste elemente. [2] Cu toate acestea, principala limitare a umplerii aleatorii este determinată de posibilitatea formării căilor preferențiale, adică a zonelor în care umplerea este mai puțin compactă. În acest caz, fluidele tind să circule prin coloană fără a fi distribuite uniform pe umplutură, cu pierderea performanței. Alte limitări se datorează căderilor de presiune ridicate și posibilității ca coloana să înghită cu ușurință, mai ales dacă sunt introduse fluide cu vâscozitate ridicată. [4]

  • Inele Raschig din material ceramic

  • Inele metalice Raschig

  • Inele Bialecki din polipropilenă

Umplutură structurată

Umpluturi structurate pentru coloane de distilare.

Umplerea pachetelor structurate, utilizată astăzi în majoritatea operațiilor unitare menționate, permite depășirea problemelor datorate aranjării aleatorii a elementelor. Pachetul structurat constă dintr-un sistem de lamele ondulate aplicate pe două grile de sprijin. Coloana umplută cu pachete structurate are nu numai căderi de presiune mai mici, ci și o înălțime mai mică, deoarece acest tip de umplere face ca fiecare pachet să aibă o înălțime echivalentă mai mică a plăcii teoretice (HETP) decât în ​​umplerea aleatorie. Toate acestea se traduc prin eficiență mai bună a coloanei și costuri mai mici de întreținere.

Aplicații

Coloanele umplute au fost proiectate pentru operații de distilare, dar apoi au fost utilizate și cu rezultate excelente în operațiuni de absorbție, decupare și extracție lichid-lichid. În acest din urmă caz, este necesar să se utilizeze lichide care nu provoacă murdări , pentru a evita înfundarea materialului de umplere.

Compozițiile de lichid și vapori variază continuu de-a lungul coloanei de umplere, spre deosebire de coloana plăcii în care compozițiile variază în funcție de elementele discrete.

Coloanele ambalate pot fi utilizate în instalațiile de incinerare a deșeurilor . [2]

Notă

  1. ^ Copie arhivată , pe ddpsinc.com . Adus pe 29 mai 2009 (arhivat din original la 6 septembrie 2008) .
  2. ^ a b c d Paolo Luchi, „Umplerea coloanelor”
  3. ^ a b Pachete de coloane interne [ link rupt ]
  4. ^ chimicando.it - ​​Cele mai bune resurse și informații despre subiectul: chemicando

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Brevete
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Colonna_a_fimento&oldid=117412615 ”