Forstå tårnlayouts
Hvad er Tower Internals?
Sådan vælges Tower Internals baseret på tryk og applikationer
De interne komponenter påvirker direkte effektiviteten af et tårn, og forskellige applikationer kræver specialiserede indvendige dele. Brug denne interne valgguide til tårnet for at lære mere om komponenterne i et tårn, og hvordan du vælger de bedste til specifikke applikationer.
Forstå tårnlayouts
Selvom det er vigtigt at vide, hvad tårnets indre gør, for at forstå driften af tårnet, udgør de kun en lille del af tårnet. At se, hvordan det indre passer ind i det overordnede tårnlayout, kan gøre det lettere at forstå systemet.
For det første er driften af tårnet at blande væske og gas. Ved at maksimere overfladearealet gennem en række forskellige pakkemedier og distributionskanaler kan tårnet øge overfladearealet af væsken, der kommer i kontakt med gassen. Mens det indre spiller en afgørende rolle i den jævne spredning af væsken gennem gassen, spiller metoden til at tilføje væsken til toppen en lige så vigtig rolle i processen som valget af intern pakning.
Inde i tårnet sikrer pakninger eller bakker, understøtninger og fordelere en jævn strøm af væske og gas. Gennem masseoverførsel mellem væsker og gasser kan tårne udføre absorptions- eller destillationsopgaver. Flere industrier bruger disse strukturer, såsom vandbehandling, spildevandsbehandling, kemisk behandling og skrubbeforurening fra gasformige udledninger fra planter.
Det generelle layout af et tårn omfatter et indløb øverst til væsken og et indløb i bunden for gassen. Gassen bevæger sig op gennem en fordeler og pakningsmaterialet for at blande sig med væsken. Væsken sprøjtes ned fra en fordeler i toppen over emballagematerialet. Støtter holder hvert lag pakkemedie op. En væskefordeler i midten forhindrer enhver væske i at samle sig langs tårnets vægge.
Fordelingen af disse masser sikrer tårnets effektivitet. Den behandlede væske strømmer ud af bunden af tårnet, og den gas, der har opsamlet flygtige organiske forbindelser (VOC) fra vandet, udledes fra toppen.
Flere faktorer påvirker tårndesignet, såsom:
Type, dybde og størrelse af pakkemediet
Overfladebelastningshastighed
Forholdet mellem luftvolumen og vand
Selve tårnet skal have en konstruktion, der ikke reagerer med materialerne indeni. Derfor omfatter almindelige materialer plast med glasforstærkning, stål med gummibeklædning eller polyethylen. Tårne har en cylindrisk form for at tillade en jævn fordeling af væske fra toppen.
Hvad er Tower Internals?
Hvert af tårnets indre arbejder for at hjælpe med at fordele væske og gas jævnt for at tillade maksimal masseoverførsel. Hver komponent spiller en afgørende rolle og skal matche behovene for det tryk, væsker og gasser, den arbejder med. De forkerte dele kan bidrage til tårnproblemer, såsom skumdannelse og tilsmudsning. Følgende er almindelige tårnindvendige dele, der er nødvendige for effektiv drift:
1. Væskefordeler
Den kritiske væskefordeler skal sprede en jævn væsketåge over pakkemediet. Tilstopninger, ujævnt tryk og andre problemer, der forhindrer den mest udbredte spredning af væsken, vil påvirke effektiviteten af hele tårnet. Væskefordelere kommer i to hovedformer, der drives af tyngdekraft eller tryk. Kraften bag væsken angiver, hvilken kategori fordeleren falder ind under.
Tyngdekraftsfordelere bruger tyngdekraften til at sprede et ensartet lag væske ind i tårnet. Selvom disse kan håndtere større mængder væske end tryktyper, har de ikke så mange udløbspunkter som trykvæskefordelere.
Typer af tyngdekraftsfordelere omfatter trug, dryprør og pande. For at bruge en trugfordeler skal du først hælde væsken i en skilleboks. Fra denne boks vil væsken flyde jævnt ind i trugene og ud af bunden af fordeleren. Denne model fungerer godt sammen med store applikationer eller dem, der kræver forebyggelse af tilsmudsning.
Dryprør og pande er begge nært beslægtede typer tyngdekraftsfordelere. Begge har et design, der tillader gas at bevæge sig op gennem fordeleren via trinvise åbninger i varierende højde. Åbninger eller dryprør tillader væsken at passere igennem. Til begroningsapplikationer fungerer dryprørsdesign bedre end pandefordelere.
Trykvæskefordelere er mere omkostningseffektive end gravitationsmodeller og bruger tryk til at tvinge væsken gennem åbningerne. Disse tillader mere damp at strømme op i fordeleren. De kan dog korrodere mere end tyngdekraftsmodeller.
Trykvæskefordelere inkluderer stige-type og sprøjtedyse. Fordelere af stigetypen har forgreningsrør arrangeret i 90-gradersvinkler fra kilden. Åbninger i grenene tillader væsken at strømme ud. Mens rør af stigetypen rummer store eller mellemstore mængder væske, kan deres åbninger tilstoppe i begroningssystemer, eller når væsker har faste stoffer opløst i dem. Sprøjtedysefordelere sender bedst mindre mængder væske over korte lejer til varmeoverførsel eller raffinaderier. Disse distributører fungerer ikke godt til destillationsbrug.
2. Understøttende gitter
Støttegitteret kan håndtere enten tilfældige eller strukturerede emballagematerialer. Disse gitre skal holde pakningskomponenterne op uden at lade noget falde igennem, mens de tillader tilstrækkelig gas- og væskestrøm gennem dem. Når du bruger støttegitre med tilfældig pakning, skal gitrene have stænger på dem for at kunne fastgøres til støtteringene.
Vellavede støttegitter vil sikre et maksimeret åbent område, tilbyde tilstrækkelig støtte til pakning af senge i enhver højde og sikre høj ydeevne af tårnet. Støttegitter har en række forskellige materialer til konstruktion, herunder glasfiberforstærket plast (FRP), metal eller plast.
I applikationer med lav eller middel gasstrøm kan pakningsstøttegitre også fungere som hold-down gitre.
3. Hold-Down Grid
Et hold-down gitter, også kendt som en sengebegrænser, sidder oven på emballagematerialet for at holde det vandret og på plads. For struktureret pakning kan bevægelse af tårnet eller oversvømmelse forskyde pakningen. En sengebegrænser på toppen af pakningen forhindrer dog materialet i at bevæge sig.
Til tilfældig pakning udfører et hold-down gitter en endnu mere kritisk opgave med at forhindre fluidisering af toppen af lejet i tilfælde af en oversvømmelse i tårnet. Hold-down gitteret sikrer mere kontrol over systemet, selvom der sker en oversvømmelse. Dette gitter fordeler trykket mere jævnt over lejet, hvilket reducerer virkningen af tilfældige pakningsoversvømmelser eller andre hændelser.
Disse gitre vil enten sidde oven på emballagen eller installeres på tårnets vægge.
4. Væskefordeler
Ikke alle tårne kræver brug af væskefordelere. Til applikationer, der har flere væsketilførsler, har behov for sidetrækninger af væske eller kræver bedre blanding af uens stoffer, vil en væskefordeler hjælpe. Disse enheder sidder under en seng og opsamler væske og fordeler den jævnt i den nederste del af tårnet. Hovedtyperne er væskeopsamlere til udtømnings- og åbningsvæskefordelere.
Samlere til aftapning omfatter dampstigerør og rør, der kan lede væsken til sumpe. Væskefordelere med åbninger fanger væsken fra sengen ovenover, blander den og fordeler den i et ensartet mønster gennem åbninger ind i bunden af tårnet. For at opnå optimal væskefordeling i hele tårnet og blanding af forskellige væsker bør væskefordelere parres med fordelere. Dette par forbedrer ensartetheden af væskespredningen og effektiviteten af tårnet.
5. Gasfordeler
En gasfordeler spreder leverer en ensartet damp ind i tårnet. For at maksimere tårnhøjden skal du installere en af disse i bunden af tårnet. En anden mulighed for tårne med flere senge er at installere en spreder mellem sengene. Derfor blander frisk damp sig bedre med væsken og dampen fra bunden af tårnet.
Dimensionering af gasfordelere afhænger af lufttrykket, gasflowet, temperaturen, kompressorstyrken og dampudgangshastigheden.
Sådan vælges Tower Internals baseret på tryk og applikationer
Tårnets indre afhænger i høj grad af systemets tryk og typerne af pakkemedier. Disse faktorer er dog kun nogle af de mange overvejelser ved køb af tårninteriør. Strømningshastigheder af damp og væske spiller også en rolle i valget af indre dele.
Tårns indre tryktyper
Trykvariationer i tårne kan være høje, lave eller et betydeligt fald. De interne enheder inde i tårnet skal opfylde trykbehovene for damp- eller væskestrømmen for at undgå at hæmme ydeevnen:
Lavtryk:Lavtrykspåføring af væsker via en sprøjtedyse kan fungere bedre med bakker, da dette er en af bakkernes to hovedanvendelser. Struktureret pakning fungerer bedst, når systemets tryk er under 2 atmosfærer (atm) og ved lave væskehastigheder.
Højtryk:I højtryksdestillationsapplikationer er det bedst at bruge medier, der fungerer bedre med højere flydende strømme, såsom bakker eller tilfældige pakninger. Over for høje tryk kan beskadige nogle tilfældige pakninger. Rådgivning med en designingeniør ved hjælp af specifikke parametre for et højtrykssystem kan hjælpe med at finde det ideelle pakningsmateriale.
Vakuum eller trykfald:I applikationer, der kræver minimering af trykfald, skal du bruge struktureret pakning for at reducere effekten. Hvis struktureret pakning ikke er tilstrækkelig, skal du bruge tilfældig pakning, som har lavere trykfald end bakker.
Faktorer, der påvirker tårnets interne valg
De typer medier, der bruges til pakninger inde i et tårn, har også betydning. Indholdet af væskerne, der passerer gennem mediet, og lejehøjden vil begge tage hensyn til det endelige valg:
Faste stoffer i væske:Til enhver situation, der involverer faste stoffer, der passerer gennem tårnet i de behandlede væsker, er åbningspandens væskefordelere og trugfordelere ideelle. De tillader faste stoffer at bundfælde, mens de tillader væsker at passere igennem.
Tunge gas- eller væskestrømme:Trugfordelere er ideelle til applikationer, der kræver masseoverførsel med kraftige gas- eller væskestrømme. Takket være det tilspidsede design er turndown-egenskaberne gode.
Spildevandsbehandling:Til spildevandsrensning vil emballagemateriale, der fremmer væksten af gavnlige bakterier, forbedre behandlingen af spildevandet. For eksempel har MACH Engineering Bio-Media tilfældige pakninger et design og materiale, der tilskynder til protozoer og svampe, der vil nedbryde organisk stof i spildevandet. MACH Cascade Bio-Media pakninger har en form, der tillader faste stoffer at passere igennem, hvilket reducerer tilsmudsning.
Ætsende materialer:Syrer og andre ætsende materialer i væsken eller dampen kræver modstandsdygtige materialer, der ikke nedbrydes. Keramiske materialer er inaktive og kan modstå skader fra syrer. Nogle metaller, såsom rustfrit stål, kan dog være tilstrækkelige til nogle højt saltindhold, alkaliske eller sure operationer.
Sengehøjder:For pakkede tårne, der har brug for lavere lejehøjder for at opnå de samme resultater, kan åbningspandefordelere med dryprør give højere nedbrydningsforhold uden at øge stigerørshøjden.
Flere feeds og produkter:Væskefordelere kan rumme tårne, der skal håndtere blanding af forskellige væsker eller flere tilførsler. Ved krydsblanding af væsker øges ukorrekt fordeling af materialet meget, når der ikke bruges væskefordelere.
