Torniasettelujen ymmärtäminen
Mitä ovat tornin sisäosat?
Tornien sisäosien valitseminen paineen ja sovellusten perusteella
Sisäkomponentit vaikuttavat suoraan tornin tehokkuuteen, ja erilaiset sovellukset vaativat erikoistuneita sisäosia. Tämän tornin sisäisen valintaoppaan avulla saat lisätietoja tornin komponenteista ja siitä, kuinka valita parhaat komponentit tiettyihin sovelluksiin.
Torniasettelujen ymmärtäminen
Vaikka tornin sisäosien tunteminen on tärkeää tornin toiminnan ymmärtämiselle, ne muodostavat vain pienen osan tornista. Sen näkeminen, kuinka sisäosat sopivat tornin yleiseen asetelmaan, voi helpottaa järjestelmän ymmärtämistä.
Ensinnäkin tornin toiminta on nesteen ja kaasun sekoittamista. Maksimoimalla pinta-alan erilaisten pakkausmateriaalien ja jakelukanavien kautta torni voi kasvattaa kaasun kanssa kosketuksissa olevan nesteen pinta-alaa. Vaikka sisäosilla on ratkaiseva rooli nesteen tasaisessa leviämisessä läpi kaasun, menetelmällä nesteen lisääminen yläosaan on yhtä tärkeä osa prosessissa kuin sisäisen täytön valinnassa.
Tornin sisällä tiivisteet tai alustat, tuet ja jakajat varmistavat nesteen ja kaasun tasaisen virtauksen. Nesteiden ja kaasujen välisen massansiirron kautta tornit voivat suorittaa absorptio- tai tislaustehtäviä. Useat teollisuudenalat käyttävät näitä rakenteita, kuten vedenkäsittely, jäteveden käsittely, kemiallinen käsittely ja laitosten kaasumaisten päästöjen puhdistaminen.
Tornin yleinen layout sisältää sisääntuloaukon yläosassa nestettä varten ja sisääntuloaukon pohjassa kaasua varten. Kaasu liikkuu ylöspäin jakajan ja pakkausmateriaalin läpi sekoittuakseen nesteen kanssa. Neste suihkuaa alas ylhäällä olevasta jakajasta pakkausmateriaalin päälle. Tuet pitävät jokaisen pakkausmateriaalin kerroksen. Keskellä oleva nesteen jakaja estää nesteen kerääntymisen tornin seinille.
Näiden massojen jakautuminen varmistaa tornin tehokkuuden. Käsitelty neste virtaa ulos tornin pohjasta ja vedestä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC) kerääntynyt kaasu poistuu yläosasta.
Useat tekijät vaikuttavat tornin suunnitteluun, kuten:
Pakkausmateriaalin tyyppi, syvyys ja koko
Pintakuormitusnopeus
Ilman ja veden tilavuuden suhde
Itse tornissa tulee olla rakenne, joka ei reagoi sisällä olevien materiaalien kanssa. Siksi yleisiä materiaaleja ovat lasivahvisteinen muovi, kumivuorattu teräs tai polyeteeni. Tornit ovat lieriömäisiä, mikä mahdollistaa nesteen tasaisen jakautumisen ylhäältä.
Mitä ovat tornin sisäosat?
Jokainen tornin sisäosista auttaa nesteen ja kaasun tasaista jakautumista maksimaalisen massansiirron mahdollistamiseksi. Jokaisella komponentilla on tärkeä rooli, ja sen on vastattava sen paineen, nesteiden ja kaasujen tarpeita. Väärät osat voivat aiheuttaa torniongelmia, kuten vaahtoamista ja likaantumista. Seuraavat ovat yleisiä tornin sisäosia, joita tarvitaan tehokkaaseen toimintaan:
1. Nesteenjakelija
Kriittisen nesteen jakelijan on levitettävä tasainen nestesumu pakkausmateriaalin päälle. Tukkeumat, epätasainen paine ja muut ongelmat, jotka estävät nesteen laajimman leviämisen, vaikuttavat koko tornin tehokkuuteen. Nesteen jakajia on kahta päämuotoa, joita käytetään painovoimalla tai paineella. Nesteen takana oleva voima osoittaa, mihin luokkaan jakaja kuuluu.
Painovoiman jakajat käyttävät painovoimaa tasaisen nestekerroksen levittämiseksi torniin. Vaikka nämä pystyvät käsittelemään suurempia määriä nestettä kuin painetyypit, niissä ei ole yhtä monta ulostulopistettä kuin painenesteen jakajilla.
Painovoiman jakajien tyyppejä ovat kouru, tippaputki ja kattila. Jos haluat käyttää kaukalonjakolaitetta, kaada neste ensin jakolaatikkoon. Tästä laatikosta neste virtaa tasaisesti kouruihin ja ulos jakajan pohjasta. Tämä malli toimii hyvin suuritehoisissa sovelluksissa tai sovelluksissa, jotka vaativat likaantumisen estoa.
Tiputusputki ja astia ovat molemmat läheisesti sukua olevia painovoiman jakajia. Molemmissa on rakenne, joka mahdollistaa kaasun liikkumisen ylös jakajan läpi erikorkuisten porrastettujen aukkojen kautta. Aukot tai tippaputket päästävät nesteen läpi. Likaantumissovelluksissa tippaputkimallit toimivat paremmin kuin kattilan jakajat.
Painenesteen jakajat ovat kustannustehokkaampia kuin painovoimamallit ja käyttävät painetta nesteen pakottamiseksi aukkojen läpi. Nämä sallivat enemmän höyryn virtaamisen jakelijaan. Ne voivat kuitenkin syövyttää enemmän kuin painovoimamallit.
Painenesteen jakajiin kuuluu tikapuutyyppinen ja suihkutussuutin. Tikastyyppisissä jakajissa on haarautuvat putket, jotka on järjestetty 90-asteen kulmaan lähteestä. Haaroissa olevat aukot mahdollistavat nesteen valumisen ulos. Tikkaisiin putkiin mahtuu suuria tai keskisuuria nestemääriä, mutta niiden aukot voivat tukkeutua likaantumisjärjestelmissä tai kun nesteisiin on liuennut kiintoaineita. Suihkusuuttimen jakajat lähettävät parhaiten pienempiä määriä nestettä lyhyiden kerrosten yli lämmönsiirtoon tai jalostamoihin. Nämä jakelijat eivät toimi hyvin tislauskäyttöön.
2. Tukiverkko
Tukiristikko pystyy käsittelemään joko satunnaisia tai strukturoituja pakkausmateriaaleja. Näiden ritilöiden on pidettävä tiivistekomponentit pystyssä antamatta minkäänlaista pudota läpi, samalla kun ne sallivat riittävän kaasun ja nesteen virtauksen niiden läpi. Käytettäessä satunnaisesti tiivistettyjä tukiritilöitä, ristikot tarvitsevat tangot kiinnittymään tukirenkaisiin.
Hyvin tehdyt tukiritilät varmistavat maksimaalisen avoimen alueen, tarjoavat riittävän tuen minkä tahansa korkeuden tiivistetyille vuoteille ja varmistavat tornin korkean suorituskyvyn. Tukiritiloissa on erilaisia rakennusmateriaaleja, mukaan lukien lasikuituvahvisteiset muovit (FRP), metalli tai muovi.
Sovelluksissa, joissa kaasuvirtaus on pieni tai keskikokoinen, tiivisteen tukiritilät voivat toimia myös pitoritiloina.
3. Pidä alaspäin ristikko
Pakkausmateriaalin päällä on kiinnitysritilä, joka tunnetaan myös sängynrajoittimena, jotta se pysyy tasaisena ja paikallaan. Strukturoidussa pakkauksessa tornin liike tai tulva voi syrjäyttää tiivisteen. Pakkauksen päällä oleva sängynrajoitin kuitenkin estää materiaalia liikkumasta.
Satunnaisessa pakkaamisessa kiinnitysristikko suorittaa vielä kriittisemmän tehtävän estääkseen kerroksen yläosan leijumisen tornissa tapahtuvan tulvan sattuessa. Pitoverkko varmistaa järjestelmän paremman hallinnan, vaikka tulva sattuisi. Tämä ristikko jakaa paineen tasaisemmin kerroksen poikki, mikä vähentää satunnaisten pakkaustulvien tai muiden tapahtumien vaikutusta.
Nämä ristikot joko asettuvat pakkausmateriaalin päälle tai asennetaan tornin seiniin.
4. Nesteen jälleenjakelija
Kaikki tornit eivät vaadi nesteen jakajien käyttöä. Kuitenkin sovelluksissa, joissa on useita nestesyöttöjä, jotka tarvitsevat nestettä sivulta tai vaativat erilaisten aineiden parempaa sekoitusta, nesteenjakaja auttaa. Nämä laitteet sijaitsevat sängyn alla ja keräävät nestettä ja jakavat sen tasaisesti tornin alaosaan. Tärkeimmät tyypit ovat nesteen keräilijät poisto- ja suutinnesteen uudelleenjakajille.
Poiston kerääjiä ovat höyryn nousuputket ja putket, jotka voivat ohjata nesteen altaisiin. Suutinnesteen jakajat keräävät nesteen yläpuolelta, sekoittavat sen ja jakavat sen tasaisesti aukkojen kautta tornin pohjaan. Nesteen optimaalisen jakautumisen koko tornin ja eri nesteiden sekoittumisen varmistamiseksi nesteen uudelleenjakajien tulee muodostaa pari jakijoiden kanssa. Tämä pari parantaa nesteen leviämisen tasaisuutta ja tornin tehokkuutta.
5. Kaasunjakelija
Kaasunjakelulaite syöttää tasaisen höyryn torniin. Maksimoi tornin korkeus asentamalla yksi näistä tornin pohjalle. Toinen vaihtoehto torneille, joissa on useita sänkyjä, on asentaa sänkyjen väliin sparger. Siksi tuore höyry sekoittuu paremmin tornin pohjalta tulevan nesteen ja höyryn kanssa.
Kaasunjakeluputkien mitoitus riippuu ilmanpaineesta, kaasuvirtauksesta, lämpötilasta, kompressorin voimakkuudesta ja höyryn poistumisnopeudesta.
Tornien sisäosien valitseminen paineen ja sovellusten perusteella
Tornin sisäosat riippuvat voimakkaasti järjestelmän paineesta ja pakkausmateriaalien tyypeistä. Nämä tekijät ovat kuitenkin vain osa monista näkökohdista tornin sisäosia ostettaessa. Höyryn ja nesteen virtausnopeudet vaikuttavat myös sisäosien valinnassa.
Tornien sisäosien painetyypit
Paineenvaihtelut tornissa voivat olla suuria, matalia tai merkittäviä pudotuksia. Tornin sisällä olevien sisäisten laitteiden on täytettävä höyryn tai nesteen virtauksen painetarpeet suorituskyvyn estymisen välttämiseksi:
Matala paine:Nesteiden matalapaineinen levitys ruiskutussuuttimen kautta voi toimia paremmin tarjottimien kanssa, koska tämä on toinen tarjottimien kahdesta pääkäytöstä. Strukturoitu tiiviste toimii parhaiten, kun järjestelmän paine on alle 2 ilmakehän (atm) ja alhaisilla nestenopeuksilla.
Korkea paine:Korkeapainetislaussovelluksissa on parasta käyttää materiaaleja, jotka toimivat paremmin suuremmilla nestevirroilla, kuten alustat tai satunnaiset pakkaukset. Liian korkeat paineet voivat vahingoittaa joitain satunnaisia tiivisteitä. Konsultointi korkeapainejärjestelmän tiettyjä parametreja käyttävän suunnittelijan kanssa voi auttaa löytämään ihanteellisen pakkausmateriaalin.
Tyhjiö tai painehäviö:Sovelluksissa, jotka vaativat painehäviön minimoimista, käytä strukturoitua tiivistettä vaikutuksen vähentämiseksi. Jos strukturoitu pakkaus ei riitä, käytä satunnaista pakkausta, jonka painehäviöt ovat pienemmät kuin tarjottimilla.
Tornin sisäosien valintaan vaikuttavat tekijät
Myös tornin sisällä pakkaamiseen käytetyillä materiaalityypeillä on merkitystä. Väliaineen läpi kulkevien nesteiden sisältö ja pedin korkeus vaikuttavat molemmat lopulliseen valintaan:
Kiintoaineet nesteessä:Kaikissa tilanteissa, joissa kiintoaineet kulkevat tornin läpi käsitellyissä nesteissä, aukkopohjaiset nesteen jakajat ja kourujakajat ovat ihanteellisia. Ne antavat kiinteiden aineiden laskeutua samalla kun nesteet kulkevat läpi.
Raskaat kaasu- tai nestevirtaukset:Kourujakajat sopivat ihanteellisesti sovelluksiin, jotka vaativat massansiirtoa raskaan kaasu- tai nestevirtauksen yhteydessä. Suippenevan lovisen rakenteen ansiosta turndown-ominaisuudet ovat hyvät.
Jäteveden käsittely:Jäteveden käsittelyssä hyödyllisten bakteerien kasvua edistävä pakkausmateriaali parantaa jäteveden käsittelyä. Esimerkiksi MACH Engineering Bio-Media satunnaisten pakkausten muotoilu ja materiaali kannustavat alkueläimiä ja sieniä hajottamaan jäteveden orgaanista ainetta. MACH Cascade Bio-Media -pakkausten muoto mahdollistaa kiinteiden aineiden kulkeutumisen läpi, mikä vähentää likaantumista.
Syövyttävät materiaalit:Nesteessä tai höyryssä olevat hapot ja muut syövyttävät materiaalit vaativat kestäviä materiaaleja, jotka eivät hajoa. Keraamiset materiaalit ovat inerttejä ja kestävät happojen aiheuttamia vaurioita. Jotkut metallit, kuten ruostumaton teräs, voivat kuitenkin riittää joihinkin korkean suolapitoisuuden, emäksisten tai happamien toimintojen suorittamiseen.
Sängyn korkeudet:Pakattuissa torneissa, jotka tarvitsevat pienempiä sänkykorkeuksia samojen tulosten saavuttamiseksi, tippaputkella varustetut suutinpannun jakajat voivat tarjota korkeammat käännössuhteet ilman nousuputken korkeutta.
Useita syötteitä ja tuotteita:Nesteiden uudelleenjakelijat voivat sijoittaa torneja, joiden täytyy käsitellä erilaisten nesteiden tai useiden syöttöjen sekoittamista. Nesteiden ristiinsekoituksessa materiaalin väärä jakautuminen lisääntyy huomattavasti, kun nesteenjakajia ei käytetä.
