Случайная упаковка столбцов

Случайная набивка колонны — это практика набивки дистилляционной колонны случайно подобранным фильтрующим материалом с целью оптимизации площади поверхности, на которой могут взаимодействовать реагенты , при этом минимизируя сложность конструкции таких колонн. Случайная набивка колонны — это альтернатива структурированной набивке колонны .

Насадочные колонны, использующие фильтрующую среду для химического обмена, являются наиболее распространенными устройствами, используемыми в химической промышленности для оптимизации контакта реагентов. Насадочные колонны используются в ряде отраслей промышленности для обеспечения тесного контакта между двумя несмешивающимися/частично несмешивающимися жидкостями, которые могут быть жидкостью/газом или жидкостью/жидкостью. Жидкости пропускаются через колонну в противоточном потоке . В колонне важно поддерживать эффективный массоперенос , поэтому важно, чтобы была выбрана насадка, которая будет поддерживать большую площадь поверхности для массопереноса . ^[1]

Неупорядоченная набивка использовалась еще в 1820 году. Первоначально набивочный материал состоял из стеклянных сфер, однако в 1850 году их заменили более пористой пемзой и кусками кокса .

Колонны с неупорядоченной набивкой используются в различных областях, включая:

• Дистилляция
• Раздевание
• Очистка от углекислого газа
• Жидкостно-жидкостная экстракция

Кольцо Рашига — это трубка, изобретенная около 1914 года ^[2] , которая в большом количестве используется в насадочной колонне. Кольца Рашига обычно изготавливаются из керамики или металлов и обеспечивают большую площадь поверхности внутри колонны, что позволяет взаимодействовать между парами жидкости и газа.

Кольца Лессинга — это тип случайной упаковки, похожий на кольцо Рашига, изобретенный в начале 20-го века британским химиком немецкого происхождения Рудольфом Лессингом (1878-1964) из компании Mond Nickel Company . ^[3] Первоначально обернутые из стальных полос в соответствии с его патентом 1919 года, ^[4] теперь они изготавливаются из керамики. Кольца Лессинга имеют внутренние перегородки, которые увеличивают площадь поверхности и повышают эффективность массопереноса . Кольца Лессинга имеют высокую плотность и отличную термо- и кислотостойкость. Кольца Лессинга выдерживают коррозию и используются в регенеративных оксидных системах и системах переноса.

Кольца Палля являются наиболее распространенной формой случайной насадки. Они похожи на кольца Лессинга и были разработаны на основе кольца Рашига . Кольца Палля имеют схожие цилиндрические размеры, но имеют ряды окон, которые повышают производительность за счет увеличения площади поверхности . Они подходят для приложений с низким перепадом давления и высокой производительностью. Они имеют определенную степень случайности и относительно высокую удерживаемость жидкости, что способствует высокому поглощению, особенно при низкой скорости реакции . Поперечная структура кольца Палля делает его механически прочным и подходящим для использования в глубоких насадочных слоях.

Кольцо Бялецки было запатентовано в 1974 году польским инженером-химиком из Кракова Збигневом Бялецки. Кольца являются усовершенствованной версией колец Рашига. Кольца могут быть отлиты под давлением из пластика или штампованы из металлического листа без сварки. Удельная поверхность заполнения составляет от 60 до 440 м ² /м ³ . ^[5]

Кольца Диксона имеют конструкцию, похожую на кольца Лессинга. Они сделаны из сетки из нержавеющей стали , что обеспечивает кольцам Диксона низкий перепад давления и после предварительного смачивания. Кольца Диксона имеют очень большую площадь поверхности , что увеличивает скорость массопередачи . Кольца Диксона имеют большую задержку жидкости, низкий перепад давления и большую площадь поверхности, а также высокую скорость массопередачи. Кольца Диксона используются для лабораторной дистилляции и очистки.