Razumijevanje rasporeda tornjeva
Što su unutarnji dijelovi tornja?
Kako odabrati unutrašnjost tornja na temelju tlaka i primjene
Unutarnje komponente izravno utječu na učinkovitost tornja, a različite primjene zahtijevaju specijalizirane unutarnje dijelove. Upotrijebite ovaj interni vodič za odabir tornja da biste saznali više o komponentama tornja i kako odabrati one najbolje za određene primjene.
Razumijevanje rasporeda tornjeva
Iako je za razumijevanje rada tornja važno znati što rade unutarnji dijelovi tornja, oni čine samo mali dio tornja. Uvid u to kako se unutarnji dijelovi uklapaju u cjelokupni raspored tornja može olakšati razumijevanje sustava.
Prvo, rad tornja je miješanje tekućine i plina. Povećanjem površine kroz različite medije za pakiranje i distribucijske kanale, toranj može povećati površinu tekućine koja dolazi u dodir s plinom. Dok unutarnji dijelovi igraju ključnu ulogu u ravnomjernom širenju tekućine kroz plin, metoda dodavanja tekućine na vrh igra jednako važnu ulogu u procesu kao i izbor unutarnjeg pakiranja.
Unutar tornja, pakiranja ili ladice, nosači i razdjelnici osiguravaju ravnomjeran protok tekućine i plina. Putem prijenosa mase između tekućina i plinova, tornjevi mogu obavljati zadatke apsorpcije ili destilacije. Više industrija koristi ove strukture, kao što je obrada vode, obrada otpadnih voda, kemijska obrada i čišćenje onečišćenja od plinovitih izlaza iz postrojenja.
Opći raspored tornja uključuje ulaz na vrhu za tekućinu i ulaz na dnu za plin. Plin se kreće prema gore kroz razdjelnik i materijal za pakiranje kako bi se pomiješao s tekućinom. Tekućina prska iz razdjelnika na vrhu preko materijala za pakiranje. Nosači drže svaki sloj medija za pakiranje. Redistributor tekućine u sredini sprječava nakupljanje tekućine duž zidova tornja.
Raspodjela ovih masa osigurava učinkovitost tornja. Obrađena tekućina istječe s dna tornja, a plin koji je pokupio hlapljive organske spojeve (VOC) iz vode ispušta se s vrha.
Nekoliko čimbenika utječe na dizajn tornja, kao što su:
Vrsta, dubina i veličina medija za pakiranje
Brzina površinskog opterećenja
Omjer volumena zraka i vode
Sam toranj trebao bi imati konstrukciju koja ne reagira s materijalima koji se nalaze unutra. Stoga uobičajeni materijali uključuju plastiku sa staklenim ojačanjem, čelik s gumenom oblogom ili polietilen. Tornjevi imaju cilindrični oblik kako bi se omogućila ravnomjerna raspodjela tekućine s vrha.
Što su unutarnji dijelovi tornja?
Svaki od unutarnjih dijelova tornja pomaže u ravnomjernoj raspodjeli tekućine i plina kako bi se omogućio maksimalni prijenos mase. Svaka komponenta igra vitalnu ulogu i mora odgovarati potrebama tlaka, tekućina i plinova s kojima radi. Pogrešni dijelovi mogu pridonijeti problemima tornja, poput pjenjenja i naslaga. Sljedeći su uobičajeni unutarnji dijelovi tornja potrebni za učinkovit rad:
1. Razdjelnik tekućine
Distributer kritične tekućine mora raširiti ravnomjernu maglu tekućine preko medija za pakiranje. Začepljenja, neravnomjeran pritisak i drugi problemi koji sprječavaju najšire raspršivanje tekućine utjecat će na učinkovitost cijelog tornja. Distributeri tekućine dolaze u dva glavna oblika kojima upravlja gravitacija ili pritisak. Sila iza tekućine pokazuje u koju kategoriju razdjelnik spada.
Gravitacijski razdjelnici koriste silu gravitacije za širenje ravnomjernog sloja tekućine u toranj. Iako mogu podnijeti veće količine tekućine nego tlačni tipovi, nemaju toliko izlaznih točaka kao tlačni razdjelnici tekućine.
Vrste razdjelnika gravitacije uključuju korito, cijev za kapanje i posudu. Za korištenje razdjelnika s koritom, prvo ulijte tekućinu u kutiju za odvajanje. Iz ove kutije tekućina će ravnomjerno teći u korita i iz dna razdjelnika. Ovaj model dobro funkcionira s aplikacijama velikog volumena ili onima koje zahtijevaju sprječavanje onečišćenja.
Cijev za kapanje i tava blisko su povezane vrste razdjelnika gravitacije. Oba imaju dizajn koji omogućuje plinu da se kreće prema gore kroz razdjelnik preko stepenastih otvora različitih visina. Otvori ili cijevi za kapanje omogućuju prolazak tekućine. Za primjenu onečišćenja, dizajn cijevi za kapanje radi bolje od razdjelnika u tavi.
Tlačni razdjelnici tekućine isplativiji su od gravitacijskih modela i koriste pritisak za probijanje tekućine kroz otvore. Oni dopuštaju protok više pare u razvodnik. Međutim, oni mogu više korodirati od gravitacijskih modela.
Razdjelnici tekućine pod pritiskom uključuju ljestvičasti tip i mlaznicu za raspršivanje. Razdjelnici ljestvičastog tipa imaju razgranate cijevi raspoređene pod kutovima od 90- stupnjeva od izvora. Otvori u granama omogućuju istjecanje tekućine. Dok cijevi tipa ljestava primaju velike ili srednje količine tekućine, njihovi se otvori mogu začepiti u sustavima zaprljanja ili kada tekućine imaju otopljene krute tvari. Razdjelnici mlaznica za raspršivanje najbolje šalju manje količine tekućine preko kratkih slojeva za prijenos topline ili rafinerije. Ovi razdjelnici ne rade dobro za destilaciju.
2. Potporna rešetka
Potporna rešetka može nositi ili nasumične ili strukturirane materijale za pakiranje. Ove rešetke moraju držati komponente pakiranja bez propadanja, a istovremeno dopuštati odgovarajući protok plina i tekućine kroz njih. Kada koristite potporne rešetke s nasumičnim pakiranjem, na rešetkama su potrebne šipke za pričvršćivanje na potporne prstenove.
Dobro izrađene potporne rešetke osigurat će maksimalnu otvorenu površinu, ponuditi odgovarajuću podršku za pakiranje kreveta bilo koje visine i osigurati visoku učinkovitost tornja. Potporne rešetke imaju različite materijale za izradu, uključujući plastiku ojačanu staklenim vlaknima (FRP), metal ili plastiku.
U primjenama s niskim ili srednjim protokom plina, potporne rešetke pakiranja također mogu služiti kao rešetke za držanje.
3. Rešetka za držanje
Rešetka za držanje, također poznata kao graničnik kreveta, nalazi se na vrhu materijala za pakiranje kako bi ga držala ravnim i na mjestu. Za strukturirano pakiranje, pomicanje tornja ili poplava mogu pomaknuti pakiranje. Međutim, graničnik sloja na vrhu pakiranja sprječava pomicanje materijala.
Za nasumično pakiranje, rešetka za držanje obavlja još kritičniju zadaću sprječavanja fluidizacije vrha sloja u slučaju poplave u tornju. Pridržna rešetka osigurava veću kontrolu nad sustavom, čak i ako se dogodi poplava. Ova rešetka ravnomjernije raspoređuje pritisak po koritu, smanjujući utjecaj nasumičnog pakiranja ili drugih incidenata.
Ove rešetke će ili sjediti na materijalu za pakiranje ili se postaviti na zidove tornja.
4. Redistributor tekućine
Ne zahtijevaju svi tornjevi upotrebu redistributora tekućine. Međutim, za primjene koje imaju više tekućih dovoda, trebaju bočna izvlačenja tekućine ili zahtijevaju bolje miješanje različitih tvari, tekući reddistributor će pomoći. Ovi uređaji nalaze se ispod kreveta i skupljaju tekućinu te je ravnomjerno redistribuiraju u donji dio tornja. Glavni tipovi su kolektori tekućine za ispuštanje i redistributori tekućine s otvorom.
Kolektori za odvodnju uključuju parne uspone i cijevi koje mogu preusmjeriti tekućinu u sumpte. Distributeri tekućine s otvorima hvataju tekućinu iz gornjeg sloja, miješaju je i redistribuiraju u uniformnom uzorku kroz otvore na dno tornja. Za optimalnu distribuciju tekućine u tornju i miješanje različitih tekućina, redistributori tekućine trebali bi se upariti s razdjelnicima. Ovaj par poboljšava ujednačenost širenja tekućine i učinkovitost tornja.
5. Razdjelnik plina
Raspršivač plinskog razdjelnika dovodi jednoliku paru u toranj. Da biste maksimalno povećali visinu tornja, postavite jedan od ovih na dno tornja. Druga mogućnost za tornjeve s više kreveta je ugradnja raspršivača između kreveta. Stoga se svježa para bolje miješa s tekućinom i parom s dna tornja.
Dimenzioniranje raspršivača razdjelnika plina ovisi o tlaku zraka, protoku plina, temperaturi, snazi kompresora i izlaznoj brzini pare.
Kako odabrati unutrašnjost tornja na temelju tlaka i primjene
Unutrašnji dijelovi tornja uvelike ovise o tlaku sustava i vrsti medija za pakiranje. Međutim, ovi čimbenici samo su neki od mnogih razmatranja pri kupnji unutarnjih dijelova tornja. Brzine protoka pare i tekućine također igraju ulogu u izboru unutarnjih dijelova.
Vrste tlaka u unutrašnjosti tornja
Varijacije tlaka u tornjevima mogu biti visoke, niske ili značajan pad. Unutarnji uređaji unutar tornja moraju zadovoljiti potrebe za tlakom protoka pare ili tekućine kako bi se izbjeglo ometanje performansi:
Niski tlak:Primjena tekućina pod niskim pritiskom putem mlaznice za raspršivanje mogla bi biti bolja s ladicama jer je to jedna od dvije glavne namjene ladica. Strukturirano pakiranje najbolje funkcionira kada je tlak sustava ispod 2 atmosfere (atm) i pri niskim stopama tekućine.
Visoki tlak:U primjenama destilacije pod visokim pritiskom, najbolje je koristiti medije koji bolje funkcioniraju s većim protokom tekućine, kao što su ladice ili nasumična pakiranja. Pretjerano visoki pritisci mogu oštetiti neka nasumična pakiranja. Savjetovanje s projektantom koji koristi specifične parametre visokotlačnog sustava može pomoći u pronalaženju idealnog materijala za pakiranje.
Vakuum ili pad tlaka:U primjenama koje zahtijevaju minimiziranje pada tlaka, koristite strukturirano pakiranje kako biste smanjili učinak. Ako strukturirano pakiranje nije dovoljno, upotrijebite nasumično pakiranje, koje ima manje padove tlaka od ladica.
Čimbenici koji utječu na odabir unutarnjih dijelova tornja
Vrste medija koje se koriste za pakiranje unutar tornja također su važne. Sadržaj tekućina koje prolaze kroz medij i visina sloja utjecat će na konačni odabir:
Krute tvari u tekućini:Za svaku situaciju koja uključuje prolaz krutih tvari kroz toranj u obrađenim tekućinama, razdjelnici tekućine s otvorom i razdjelnici s koritom idealni su. Omogućuju taloženje krutih tvari dok propuštaju tekućine.
Protok teškog plina ili tekućine:Koritasti razdjelnici idealni su za primjene koje zahtijevaju prijenos mase s teškim protokom plina ili tekućine. Zahvaljujući dizajnu sa suženim urezima, karakteristike smanjivanja su dobre.
Pročišćavanje otpadnih voda:Za obradu otpadnih voda, materijal za pakiranje koji pospješuje rast korisnih bakterija poboljšat će obradu otpadnih voda. Na primjer, nasumična pakiranja MACH Engineering Bio-Media imaju dizajn i materijal koji potiče protozoe i gljivice koje će razgraditi organsku tvar u otpadnoj vodi. MACH Cascade Bio-Media pakiranja imaju oblik koji omogućuje prolaz krutih tvari, čime se smanjuje onečišćenje.
Korozivni materijali:Kiseline i drugi korozivni materijali u tekućini ili pari zahtijevaju otporne materijale koji se ne raspadaju. Keramički materijali su inertni i otporni na oštećenja od kiselina. Međutim, neki metali, poput nehrđajućeg čelika, mogu biti dovoljni za neke visokosolne, alkalne ili kisele operacije.
Visine kreveta:Za pakirane tornjeve kojima je potrebna niža visina kreveta da bi se postigli isti rezultati, razdjelnici s otvorom s cijevima za kapanje mogu pružiti veće omjere smanjenja bez povećanja visine uspona.
Više feedova i proizvoda:Redistributori tekućine mogu primiti tornjeve koji moraju upravljati miješanjem različitih tekućina ili višestrukim dovodima. Kod unakrsnog miješanja tekućina, nepravilna raspodjela materijala uvelike se povećava kada se ne koriste redistributori tekućine.
