梱包されたタワー–産業用フィルタリングの動作原理と利点

パックタワー、大量のタワーパッキンとタワー内部で満たされ、広く使用されている重要なガス液体の物質移動装置です。 19世紀半ばから産業で使用されていました。 パックタワーの発展に伴い、プレートタワーとパックタワーに分かれています。 今、私たちはシンプルな構造、高いフィルタリング性能を持つパックされたタワーを紹介します。

パックされたタワーは、タワー本体、台座、パディング支持部品、液体分配器、液体再分配器、タワーパッキング、パッキングホールドダウングリッドなどで構成されています。

パックされたタワーの働き原理

液体はタワーの上部から入り、液体分配器を介してタワーパッキンに均等に分配され、次にパッキング表面に沿って流れます。 ガスはタワーの底から入り、ガス分配装置を通して均等に分配されます。 ガスは、タワーパッキングの空隙を通って液体経路に対して上昇する。 ガスおよび液体は物質の移動のためのパッキング表面で接触します。

充填塔は、連続接触型気液物質移送装置であり、塔の高さに沿って2相組成が連続的に変化します。 通常の状態では、気相は連続相を示し、液相は分散相を示す。

液体がパッキングに沿って流れるとき、それはタワー壁に流れる傾向があり、それはタワー壁の液体量を急速に増加させる。 この現象は壁の流れと呼ばれ、ガスと液体の不均一な分布を引き起こす可能性があります。 それを避けるために、液体再分配器は、パッキング層が高すぎるときにタワー本体の中央に配置されます。

A packed tower and its internal structure drawing on the blue background.

PT-01: パックされたタワーは、タワーボディ、タワーパッキング、インターンで構成されています。

A drawing shows liquid and gas distribution and mass transfer process.

PT-02: プレートタワーの働き原理。

A drawing shows the mass transfer principle of gas and liquid.

PT-03: パックされたタワーの働き原理。

パックされたタワーのコンポーネント

  • タワーボディ。
  • タワーパッキング。
    • 構造化されたパッキング。
    • ランダムな梱包。
    • デミスターパッド。
  • タワーの内部。
    • 液体のディストリビューター。
    • パッキングサポートグリッド。
    • パッキングホールド-ダウングリッド。
    • 液体再分配器。
    • ガス分配器。
A piece of perforated plate structured packing on the gray background.

PT-04: 穴あきプレート構造パッキング。

Several random packings in different materials, types and sizes on the gray background.

PT-05: プラスチックと金属のランダムな梱包。

A piece of through type liquid distributor on the gray background.

PT-06: タイプ液体ディストリビューターを通して。

A piece of tower packing support grid on the gray background.

PT-07: タワーパッキングサポートグリッド。

パックされたタワーの特徴

  • 大きい生産能力。 プレートタワーとパックタワーの動作原理は異なります。 物質移動を達成するために液体層を通過するプレートタワー内の上昇ガス。 タワープレートのオープンエリアは7%から10%です。 充填された塔では、上昇するガスと液体の流れが接触し、物質移動を達成します。 タワーパッキングのオープンエリアは50%の上にあり、ボイドは90%の上にあります。 したがって、パックされたタワーの生産能力は、ユニットセクションエリアのプレートタワーよりもはるかに優れています。
  • 高い分離の効率。 私たち皆が知っているように、タワー内のフィルタリング操作のほとんどは大気圧と真空圧の下にあります。 これらの条件では、充填された塔のフィルタリング効率は、プレート塔よりもはるかに高い。
  • 低圧ドロップ。 充填されたタワーはより高い空隙を有するので、圧力降下はプレートタワーよりも低い。 通常の状態では、プレートタワーの圧力降下は単位理論段階あたり約0.4–1.1kPaですが、パックされたタワーは約0.01–0.27kPaです。 低圧降下は、運転コストを節約するだけでなく、エネルギーを節約することもできます。 それは熱に敏感な材料の分離のために非常に適しています。
  • 低い液体のホールドアップ量。 液体ホールドアップ量は、パッキング表面、内部およびプレート上の液体量を指す。 パックされたタワーの液体ホールドアップ量は6%未満ですが、プレートタワーは8-12%に高くなっています。 液体の保持量が多いほど、材料とタワーの安定した構造が保証されますが、長い操作時間、長い操作期間、高価な操作コストが必要であり、蒸留プロセスには悪影響を及ぼします。
  • 高い操作の柔軟性。 操作の柔軟性とは、タワーの負荷への適応を指します。 充填されたタワーでは、操作の柔軟性は内部設計、特に液体分配器のために決定されます。 タワーパッキンとタワーインターを含む各コンポーネントは、高い操作の柔軟性を持っています。 そのため、さまざまなアプリケーションに応じて操作の柔軟性を調整できます。 プレートタワーの操作の柔軟性は、液体フラッド、液体エントレインメント、およびダウンカマー容量によって制限されます。

パックされたタワーのアプリケーション

パックされたタワーは、薬局、炭鉱、石油、化学工学などの工業用フィルタリングで広く使用されています。

  • 分離します。
  • フィルタリング。
  • 真空蒸留。
  • 浄化。
A packed tower and we can see the column internals, demister pads and random/structured packing clearly.