اختيار مكونات البرج، “ألواح البرج بالحالة الرشية” شائعة جدًا، كيف لا تعرف ذلك؟

Thread Content

اختيار المكونات الداخلية للبرج: “ألواح التفريغ بالرش” شائعة جدًا، كيف يمكنك ألا تعرف ذلك؟ وفقًا لأخبار موقع الكيمياء 707: إن عملية نقل المواد والفصل بينها هي عملية كيميائية مهمة للغاية، حيث يؤثر أداء البرج بشكل مباشر على استهلاك الطاقة في الإنتاج، ومعدل الإنتاج، ونقاء المنتج، وقدرة المعالجة، والانبعاثات البيئية، وغير ذلك. أولاً، إنها عملية تتطلب استهلاكًا كبيرًا للطاقة وتكاليف مرتفعة، حيث يشكل استهلاك الطاقة فيها حوالي ثلث إجمالي استهلاك الطاقة في المصانع الكيميائية، بل وأكثر من ذلك أحيانًا. تُظهر الإحصائيات الأمريكية أن حوالي 40% إلى 50% من إجمالي استهلاك الطاقة في قطاعي النفط والكيماويات يُستخدم في عمليات التقطير والفصل. في عملية التصنيع، إذا لم يتم فصل المنتجات بالطريقة المطلوبة، فقد يؤثر ذلك على كفاءة التفاعل أو يزيد من كمية المنتجات الثانوية، أو قد يتسبب في تسمم الحفاز، أو يقلل من جودة المنتج، أو يؤدي إلى انبعاثات غير مطابقة للمعايير وبالتالي تلويث البيئة. يمكن تصنيف معدات الأبراج حسب بنية المكونات الداخلية للبرج إلى أبراج مُعبأة وأبراج ذات صفائح، وتنقسم عمليات نقل المواد فيها إلى ثلاث فئات رئيسية: حالة الرش، وحالة الفقاعات، وحالة الرش المباشر. ومن بين ذلك، ينقسم عملية نقل المواد في الأبراج اللوحية إلى فئتين رئيسيتين: حالة الفقاعات وحالة الرش. تعريف لوحات البرج من النوع الفقاعي: تشمل لوحات البرج من النوع الفقاعي الفقاعات، والصمامات العائمة، ولوحات التصفية، ويكون تركيب هذه اللوحات كما هو موضح في الشكل التالي: الفقاعات، الصمامات العائمة، لوحات التصفية. تحليل خصائص نقل المواد في لوحات البرج من النوع الفقاعي: 1. درجة التيار الهوائي عالية جدًا، مما يؤدي إلى توزيع جيد للمواد، بالإضافة إلى تجديد سريع للسطح. مستوى التشتت في الطور السائل ضعيف، وحجم السائل في الطور المستمر كبير، بالإضافة إلى أن مسارات نقل المكونات داخل الأطوار طويلة، مما يؤدي إلى بطء معدل النقل. 2. نظام الرغوة: يؤدي التلامس في حالة التفجير إلى تكوّن الفقاعات، وهي لا تنكسر بسهولة، مما يؤدي إلى وجود طور غازي وطور سائل معًا، مما يسبب خلطًا في التدفق ويقلل من كفاءة اللوح، وفي الحالات الشديدة قد يحدث انسياب سائلي. ٣. يزداد مقاومة التدفق؛ فالغاز في حالته الفقاعية يحتاج إلى اختراق الطبقة السائلة الموجودة على ألواح البرج، ولذلك يجب التغلب على مقاومة السوائل، كما أن مقاومة الألواح الرطبة مرتفعة جدًا. ٤. يمكن أن يتم تغطيته أو انسداده بسهولة بالمواد الصلبة والمواد ذات اللزوجة العالية، كما أن قدرته على مقاومة الانسداد ضعيفة ； مقدمة عن الألواح القائمة على مبدأ الرش: 1. في عملية نقل المواد باستخدام الألواح القائمة على مبدأ الرش، يدخل الغاز إلى داخل الغطاء بسرعة أكبر نتيجة للضيق في فتحات اللوح، بينما يدخل السائل من الفجوات الموجودة في أسفل اللوح إلى داخل الغطاء. يقوم الغاز برفع السائل الموجود داخل الغطاء، ثم يتم تفتيت هذا السائل وارتطامه بسقف الغطاء. بعد الاصطدام، يتم طرد الغاز والسائل أفقيًا من الثقوب الموجودة على جانب الغطاء، حيث تسقط قطرات السائل على اللوحة، بينما يرتفع الغاز إلى اللوحة العلوية. أولاً، يحدث تصادم شديد وخلط عنيف بين الغاز والسائل داخل الغلاف، مما يؤدي إلى عملية نقل للمواد. بعد ذلك، يؤدي رش الغاز والسائل إلى عملية نقل أخرى للمواد. يعتمد هذا الإجراء على الطاقة الحركية للغاز لتحويل السائل من حالة متماسكة إلى حالة متفرقة، مما يؤدي إلى تكوين كمية كبيرة من القطرات السائلة. نسمي هذه العملية عملية نقل المواد في الحالة الرشيقة. ٢. تحليل خصائص نقل المواد في الألواح القائمة على الرش: مساحة سطح التفاعل كبيرة: يحول الرش الطور السائل إلى طور متناثر، مما يؤدي إلى تكوين عدد كبير من القطرات السائلة الصغيرة المتناثرة، وهو ما يوفر سطح تفاعل كافيًا لنقل المواد بين الغاز والسائل، مما يؤدي إلى **زيادة سرعة نقل المواد**. وهذا أيضًا هو أكبر فرق بينه وبين عملية نقل المواد في الحالة الفقاعية، حيث أن الطور السائل في الحالة الفقاعية مستمر، وعدد واجهات الطورات قليل نسبيًا. مسافة تحرك الجزيئات في السائل قصيرة: بعد تفتيت الطور السائل إلى عدد كبير من القطرات الصغيرة، تقل المسافة التي يقطعها الجزيئات داخل الطور نحو واجهة الطور، مما يقلل من الوقت اللازم للانتقال، وبالتالي يقل مقاومة انتقال المواد في السائل. معدل استغلال مساحة اللوح العمودي مرتفع: يخضع التلامس بين الغاز والسائل لعملية رفع داخل الغطاء وعملية إسقاط خارجه، مما يوفر مساحة كبيرة لنقل المواد وزمنًا أطول للبقاء، حيث يمكن استخدام 70% من مساحة اللوح العمودي كمساحة لنقل المواد. تحديث الواجهة بسرعة: تتحرك قطرات المرحلة المنفصلة والغازات بسرعة عالية وتصطدم ببعضها البعض بشدة، مما يسرع من تجديد سطح القطرات ويزيد من معدل نقل الجزيئات. ٣. مزايا الألواح القائمة على الترشيح: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DEE.tmp.jpg القدرة الإنتاجية العالية: مقارنةً بالصمامات العائمة من نوع F1، يمكن زيادة القدرة الإنتاجية بنسبة ٢٠%-٥٠% ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DEF.tmp.jpg كفاءة عالية: بالنسبة لأنواع المواد المختلفة، فإن كفاءة نقل المواد أعلى بنسبة 10%-20% عن فلتر F1 ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DF0.tmp.jpg انخفاض الضغط: أقل بأكثر من 20% مقارنة بصمام F1 العادي ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E00.tmp.jpg مرونة عالية في الأداء: يمكنه الاستمرار في العمل بشكل طبيعي حتى تحت أعباء تشغيل عالية ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E01.tmp.jpgقدرة عالية على مقاومة الانسداد: يمكنه التعامل مع المواد التي تحتوي على جزيئات صلبة والمواد التي تتجمع بسهولة، مما يطيل فترة عمل الجهاز ； يتمتع بخاصية إزالة الرغوة: مناسب بشكل خاص لمعالجة المواد التي تتكون رغوة منها بسهولة، مثل الملف file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E02.tmp.jpg ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E03.tmp.jpg يتم ضخ السائل من خلال الغطاء بشكل موجه: مما يقلل من اختلاط السائل وتدرج مستوى السائل، ويزيد من كفاءة نقل المواد. ٤. تقنية الألواح المرشحة في الحالة الرشيشة ١. اللوح المرشح العمودي الجديد (New-VST): يُعد New-VST نتاج أبحاث جامعة هيبي للتكنولوجيا، ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية. يناسب الحالات التي يكون فيها نسبة السائل إلى الغاز منخفضة. حازت هذه التقنية على جائزة أفضل مساهمة في تطوير المدينة من خلال التكنولوجيا، في الدورة الأولى لهذه الجائزة في مدينة تيانجين. 2. لوحة الرش الجانبية الشعاعية (CJST): CJST هي لوحة رش فعالة تم تطويرها على أساس نظام New-VST. لديه قدرة تكيفية ممتازة مع الحالات التي يكون فيها قطر البرج كبيرًا وحمل الطورين الغازي والسائل مرتفعًا. حصلت هذه التقنية في عام 2005 على دعم من **صندوق الابتكار التابع لوزارة العلوم والتكنولوجيا. ٣. لوحات الرش بالأغشية ذات المقاومة المنخفضة: تتميز هذه التقنية بقدرتها العالية على التكيف مع أنظمة خفض الضغط والضغط العادي التي تتطلب انخفاض المقاومة، بالإضافة إلى عمليات نقل المواد التي تتضمن أجهزة لنقل الحرارة عن طريق التبريد، وعمليات التقطير الكيميائي، وكذلك العمليات التي تنتج فيها مواد متراكمة ذاتيًا. ٤. لوحات التقطير بالرش الغشائي بدون خلط عكسي (MPⅠ، II، III): هذه التقنية منتج جديد تم تطويره استنادًا إلى لوحات التقطير بالرش الغشائي ذات المقاومة المنخفضة، وهي مصممة لحل مشكلة انخفاض كفاءة اللوحات نتيجة حدوث خلط عكسي داخلها. يناسب الحالات التي يكون فيها نسبة السائل إلى الغاز كبيرة، بالإضافة إلى حالات فصل المواد التي من السهل انسدادها. حصلت هذه التقنية في عام 2009 على دعم من **صندوق الابتكار** التابع لوزارة العلوم والتكنولوجيا. لوحة التقطير بتدفق منفصل بدون خلط عكسي (PFST) تعتمد هذه اللوحة على وجود ألواح تفصل التدفقات، حيث يتم تقسيم الطور السائل الموجود على اللوحة إلى تدفق سائل فقير وتدفق سائل غني. تم تحقيق عدم وجود خلط راجع، وعدم وجود تراكم، وعدم وجود تدفق غير متساوٍ في الألواح العمودية. يتبع نظام خفض السائل تصميمًا معلقًا على شكل مستطيل، ويمكنه الحفاظ على السائل وتقليل التفريغ الفقاعي، مما يقلل من اختلاط الطور الغازي. يُعد هذا اللوح مناسبًا بشكل خاص للمواد ذات الكميات الكبيرة من السائل والتي تتكون فقاعات فيها بسهولة. لقد تم استخدام الألواح الرشاشة على نطاق واسع في العديد من الصناعات مثل تكرير الفحم، وتكرير النفط، والغاز الطبيعي، وتحويل الغاز إلى كيماويات، والصناعات الكيميائية الدقيقة، وإنتاج الميثانول، والأسمدة، وصناعة الكلور والقلويات، والصناعات الدوائية، وذلك بفضل مزاياها التقنية المتميزة، مما أدى إلى تحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة.