Forstå Tower Layouts
Hva er Tower Internals?
Hvordan velge tårninner basert på trykk og applikasjoner
De interne komponentene påvirker direkte effektiviteten til et tårn, og forskjellige applikasjoner krever spesialiserte innvendige deler. Bruk denne interne valgguiden for tårnet for å lære mer om komponentene i et tårn og hvordan du velger de beste for spesifikke bruksområder.
Forstå Tower Layouts
Selv om det er viktig å vite hva tårninnvendige deler gjør for å forstå driften av tårnet, utgjør de bare en liten del av tårnet. Å se hvordan det indre passer inn i den generelle tårnoppsettet kan gjøre det enklere å forstå systemet.
For det første er driften av tårnet å blande væske og gass. Ved å maksimere overflatearealet gjennom en rekke pakkemedier og distribusjonskanaler, kan tårnet øke overflatearealet til væsken som kommer i kontakt med gassen. Mens de indre delene spiller en kritisk rolle for jevn spredning av væsken gjennom gassen, spiller metoden for å tilsette væsken til toppen en like viktig rolle i prosessen som valget av intern pakking.
Inne i tårnet sørger pakninger eller brett, støtter og fordelere for jevn flyt av væske og gass. Gjennom masseoverføring mellom væsker og gasser kan tårn utføre absorpsjons- eller destillasjonsoppgaver. Flere industrier bruker disse strukturene, for eksempel vannbehandling, avløpsvannbehandling, kjemisk prosessering og skrubbeforurensning fra gassformig utgang fra anlegg.
Den generelle utformingen av et tårn inkluderer et innløp på toppen for væsken og et innløp nederst for gassen. Gassen beveger seg opp gjennom en fordeler og pakningsmaterialet for å blande seg med væsken. Væsken spruter ned fra en fordeler i toppen over pakningsmaterialet. Støtter holder opp hvert lag med pakkemedier. En væskefordeler i midten forhindrer at væske samler seg langs tårnets vegger.
Fordelingen av disse massene sikrer effektiviteten til tårnet. Den behandlede væsken renner ut av bunnen av tårnet, og gassen som har plukket opp flyktige organiske forbindelser (VOC) fra vannet slipper ut fra toppen.
Flere faktorer påvirker tårndesign, for eksempel:
Type, dybde og størrelse på pakkemediet
Hastighet for overflatebelastning
Forholdet mellom volumet luft og vann
Selve tårnet skal ha en konstruksjon som ikke reagerer med materialene inni. Derfor inkluderer vanlige materialer plast med glassarmering, stål med gummifôr eller polyetylen. Tårnene har en sylindrisk form for å tillate jevn fordeling av væske fra toppen.
Hva er Tower Internals?
Hver av de indre delene av tårnet hjelper til med å fordele væske og gass jevnt for å tillate maksimal masseoverføring. Hver komponent spiller en viktig rolle og må matche behovene til trykk, væsker og gasser den arbeider med. Feil deler kan bidra til tårnproblemer, som skumdannelse og begroing. Følgende er vanlige tårninner som er nødvendige for effektiv drift:
1. Væskedistributør
Den kritiske væskefordeleren må spre en jevn væsketåke over pakkemediet. Tilstopping, ujevnt trykk og andre problemer som hindrer den mest utbredte spredningen av væsken vil påvirke effektiviteten til hele tårnet. Væskefordelere kommer i to hovedformer som drives av tyngdekraft eller trykk. Kraften bak væsken indikerer hvilken kategori fordeleren faller inn i.
Tyngdekraftsfordelere bruker tyngdekraften til å spre et jevnt lag med væske inn i tårnet. Selv om disse kan håndtere større mengder væske enn trykktyper, har de ikke så mange utløpspunkter som trykkvæskefordelere.
Typer gravitasjonsfordelere inkluderer trau, drypprør og panne. For å bruke en traufordeler, hell først væsken i en skilleboks. Fra denne boksen vil væsken strømme jevnt inn i kummene og ut av bunnen av fordeleren. Denne modellen fungerer godt med høyvolumsapplikasjoner eller de som krever forebygging av begroing.
Drypprør og panne er begge nært beslektede typer gravitasjonsfordelere. Begge har en design som gjør at gass kan bevege seg opp gjennom fordeleren via trappeåpninger i varierende høyde. Åpninger eller drypprør lar væsken passere gjennom. For begroingsapplikasjoner fungerer drypprørdesign bedre enn pannefordelere.
Trykkvæskefordelere er mer kostnadseffektive enn gravitasjonsmodeller og bruker trykk for å tvinge væsken gjennom åpningene. Disse tillater mer damp å strømme opp i fordeleren. Imidlertid kan de korrodere mer enn gravitasjonsmodeller.
Trykkvæskefordelere inkluderer stige-type og spraydyse. Stige-type fordelere har forgreningsrør arrangert i 90-graders vinkel fra kilden. Åpninger i grenene lar væsken renne ut. Mens rør av stigetype rommer store eller middels store væskevolumer, kan åpningene deres tette seg i begroingssystemer eller når væsker har faste stoffer oppløst i dem. Sprøytedysefordelere sender best mindre volumer væske over korte lag for varmeoverføring eller raffinerier. Disse distributørene fungerer ikke bra for destillasjonsbruk.
2. Støttenett
Støttegitteret kan håndtere enten tilfeldige eller strukturerte emballasjematerialer. Disse ristene må holde oppe pakningskomponentene uten å slippe gjennom, samtidig som det tillates tilstrekkelig gass og væskestrøm gjennom dem. Ved bruk av støttegitter med tilfeldig pakking, trenger gitterne stenger på seg for å feste til støtteringene.
Godt laget støttegitter vil sikre et maksimert åpent område, tilby tilstrekkelig støtte for pakking av senger i alle høyder og sikre høy ytelse av tårnet. Støttegitter har en rekke materialer for konstruksjon, inkludert glassfiberarmert plast (FRP), metall eller plast.
I applikasjoner med lav eller middels gassstrøm kan pakkestøttegitter også fungere som nedholdingsgitter.
3. Hold nede rutenett
Et nedholdingsgitter, også kjent som en sengebegrenser, sitter på toppen av pakningsmaterialet for å holde det jevnt og på plass. For strukturert pakking kan bevegelse av tårnet eller flom forskyve pakkingen. Imidlertid hindrer en sengebegrenser på toppen av pakningen materialet i å bevege seg.
For tilfeldig pakking utfører et nedholdingsgitter en enda mer kritisk oppgave for å forhindre fluidisering av toppen av sjiktet i tilfelle en flom i tårnet. Hold-down-gitteret sikrer mer kontroll over systemet, selv om en flom oppstår. Dette rutenettet fordeler trykket mer jevnt over sengen, og reduserer virkningen av tilfeldige pakkingsflommer eller andre hendelser.
Disse rutenettene vil enten sitte på toppen av pakkematerialet eller installeres på tårnets vegger.
4. Væskeomfordeler
Ikke alle tårn krever bruk av flytende omfordelere. For applikasjoner som har flere flytende mater, trenger sidetrekk av væske eller krever bedre blanding av forskjellige stoffer, vil en flytende omfordeler hjelpe. Disse enhetene sitter under en seng og samler opp væske og fordeler den jevnt inn i den nederste delen av tårnet. Hovedtypene er væskeoppsamlere for tapp- og åpningsvæskefordelere.
Samlere for uttak inkluderer dampstigerør og rør som kan lede væsken til sumper. Væskefordelere med åpninger fanger opp væsken fra sengen over, blander den og fordeler den i et jevnt mønster gjennom åpninger inn i bunnen av tårnet. For optimal væskefordeling gjennom tårnet og blanding av forskjellige væsker, bør væskeomfordelere pares med fordelere. Dette paret forbedrer jevnheten til væskespredningen og effektiviteten til tårnet.
5. Gassdistributør
En gassfordelingsspreder leverer en jevn damp inn i tårnet. For å maksimere tårnhøyden, installer en av disse i bunnen av tårnet. Et annet alternativ for tårn med flere senger er å installere en spreder mellom sengene. Derfor blander fersk damp seg bedre med væsken og dampen fra bunnen av tårnet.
Dimensjonering av gassfordelere avhenger av lufttrykk, gassstrøm, temperatur, kompressorstyrke og damputgangshastighet.
Hvordan velge tårninner basert på trykk og applikasjoner
Tårnets indre avhenger sterkt av trykket i systemet og typene pakkemedier. Disse faktorene er imidlertid bare noen av de mange hensynene ved kjøp av innvendig tårn. Strømningshastigheter av damp og væske spiller også en rolle i valget av innvendige deler.
Tårninterne trykktyper
Trykkvariasjoner i tårn kan være høye, lave eller et betydelig fall. De interne enhetene inne i tårnet må oppfylle trykkbehovene til damp- eller væskestrømmen for å unngå å hindre ytelsen:
Lavt trykk:Lavtrykkspåføring av væsker via en spraydyse kan fungere bedre med brett, da dette er en av brettenes to hovedbruk. Strukturert pakking fungerer best når trykket i systemet er under 2 atmosfærer (atm) og ved lave væskehastigheter.
Høyt trykk:I høytrykksdestillasjonsapplikasjoner er det best å bruke medier som fungerer bedre med høyere væskestrømmer, for eksempel brett eller tilfeldig pakking. For høyt trykk kan skade noen tilfeldige pakninger. Rådgivning med en designingeniør ved å bruke spesifikke parametere for et høytrykkssystem kan hjelpe med å finne det ideelle emballasjematerialet.
Vakuum eller trykkfall:I applikasjoner som krever minimalt trykkfall, bruk strukturert pakking for å redusere effekten. Hvis strukturert pakking ikke vil være tilstrekkelig, bruk tilfeldig pakking, som har lavere trykkfall enn brett.
Faktorer som påvirker valget av tårninternt
Medietypene som brukes til pakking inne i et tårn har også betydning. Innholdet i væskene som passerer gjennom mediet og sengehøyden vil begge ta hensyn til det endelige valget:
Faste stoffer i væske:For enhver situasjon som involverer faste stoffer som passerer gjennom tårnet i de behandlede væskene, er væskefordelere med åpninger og traufordelere ideelle. De lar faste stoffer sette seg mens de lar væsker passere gjennom.
Tung gass- eller væskestrøm:Trugfordelere er ideelle for applikasjoner som krever masseoverføring med tunge gass- eller væskestrømmer. Takket være den koniske utformingen er turndown-egenskapene gode.
Avløpsvannbehandling:For behandling av avløpsvann vil pakkemateriale som øker veksten av nyttige bakterier forbedre behandlingen av avløpsvannet. For eksempel har MACH Engineering Bio-Media tilfeldige pakninger et design og materiale som oppmuntrer til protozoer og sopp som vil bryte ned organisk materiale i avløpsvannet. MACH Cascade Bio-Media-pakninger har en form som lar faste stoffer passere, noe som reduserer begroing.
Etsende materialer:Syrer og andre etsende materialer i væsken eller dampen krever motstandsdyktige materialer som ikke brytes ned. Keramiske materialer er inerte og kan motstå skade fra syrer. Noen metaller, for eksempel rustfritt stål, kan imidlertid være tilstrekkelig for noen høysalt, alkaliske eller sure operasjoner.
Sengehøyder:For pakkede tårn som trenger lavere senghøyder for å oppnå de samme resultatene, kan åpningspannfordelere med drypprør gi høyere nedtrekksforhold uten å øke stigerørshøyden.
Flere feeder og produkter:Væskefordelere kan romme tårn som må håndtere blanding av forskjellige væsker eller flere fôr. For kryssblanding av væsker øker uriktig fordeling av materialet kraftig når væskeomfordelere ikke brukes.
