WYPEŁNIENIA STRUKTURALNE
Rozwiązania z wypełnieniem strukturalnym dla efektywnej separacji
Rozwój wypełnień strukturalnych sięga początku lat 60., kiedy to zastosowano pierwsze wypełnienia z tkanin BX i CY. Dzięki tym wypełnieniom można było po raz pierwszy przeprowadzić trudne zadania rozdziału wrażliwe na ciepło substancji termolabilnych w procesie destylacji. Kolejnym kamieniem milowym było opracowanie w latach 70. przez firmę SULZER wypełnień strukturalnych, np. typu Mellapak. Pierwotnie zaprojektowane dla zakresu umiarkowanej próżni aż do ciśnienia atmosferycznego, wypełniacze strukturalne otworzyły nowe i nieprzewidziane perspektywy we wszystkich obszarach termicznego przenoszenia masy na dużą skalę
Wypełnienia laboratoryjne i tkaninowe EX, DX/BX i CY
Standardowe wypełniacze strukturalne nie bardzo nadają się do stosowania w kolumnach laboratoryjnych o średnicy mniejszej niż 50 mm. Wypełniacze laboratoryjne są specjalnie zaprojektowane do tego celu. Do największych zalet należy niski spadek ciśnienia.
Zastosowanie:
– Kolumny laboratoryjne od 20 do 80 mm
– Próżnia od 1 mbar
– Jeśli wymagana jest duża liczba pięter teoretycznych (DX, EX)
– Destylacja składników podatnych na rozkład
– Wstępna ocena zadania separacji
Typ EX:
– Najwyższa liczba stopni teoretycznych przy bardzo niskim obciążeniu płynem
– Niska retencja
– Prawie dwukrotnie większa pojemność niż w przypadku siatki drucianej (3 × 3 mm)
Typ DX:
Wypełniacz ten ma grubszą strukturę, a tym samym mniejszą liczbę stopni teoretycznych. Jest on odpowiedni dla kolumn laboratoryjnych, gdzie wymagana jest mniejsza liczba pięter teoretycznych, a także niski spadek ciśnienia i duża wydajność.
Tradycyjne wypełnienie strukturalne
Wypełnienie strukturalne jest najczęściej stosowanym na świecie wypełnieniem ze względu na swoje unikatowe właściwości hydrauliczne i transportowe. Posiada udokumentowane doskonałe wyniki w kolumnach o średnicy do 15 m.
Cechy:
– Spadek ciśnienia na piętro teoretyczne 0.3 1.0 mbar
– Spadek ciśnienia przy zatłoczeniu 70 80% ok. 2 mbar/m
– Minimalna gęstość opadów atmosferycznych ok. 0,2 m3/m2h
– Maksymalna gęstość pyłu do ponad 200 m3/m2h
Wypełnienie o dużej pojemności np. w MellapakPlus firmy SULZER to innowacyjne, uporządkowane wypełnienie. W porównaniu z konwencjonalnym wypełnieniem strukturalnym ma ono zazwyczaj o 25 do 30% większą nośność ze względu na geometryczny kształt poszczególnych segmentów. Główną zaletą tego układu geometrycznego jest to, że przepływ pary płynnie zmienia kierunek. Na styku przepływ pary jest prawie równoległy do pionowej osi kolumny. Prędkość gazu jest więc o około 25% mniejsza niż prędkość wewnątrz wypełnienia. Oba te czynniki mają dodatkowy wpływ na zmniejszenie spadku ciśnienia.
W wewnętrznej części elementu wypełniającego właściwości geometryczne MellapakPlus i Mellapak są identyczne. Skuteczność separacji jest więc podobna – ale przy znacznym wzroście wydajności i zmniejszeniu spadku ciśnienia.
Wypełnienia z tworzyw sztucznych i wkłady ceramiczne
Plastikowe wersje wypełnienia strukturalnego sprawdziły się w różnego rodzaju kolumnach absorpcyjnych i desorpcyjnych. Można dostarczyć wypełnienia z PP, PVC‑C, PVDF, Teflon® PFA i PEEK.
Plastikowe wypełnienia z gazy są stosowane przemysłowo z dużym powodzeniem od wielu lat. Specjalna struktura gazy zapewnia bardzo dobrą nasiąkliwość, nawet w systemach wodnych. Wypełnienie to jest stosowane głównie w kolumnach o niskim obciążeniu cieczą
Wypełnienie siatkowe (Grid)
Typ Grid łączy w sobie skuteczność wypełnienia strukturalnego z odpornością mechaniczną siatki. Ten typ jest stosowany tam, gdzie wytrzymałość mechaniczna wypełnień strukturalnych odgrywa rolę lub w miejscach, gdzie występuje koksowanie, na które dzięki strukturze geometrycznej nie jest wrażliwy. Powierzchnia właściwa od 40–90 m2/m3 gr. 0,5–1,6 mm w wielu wersjach materiałowych
