Escolha os componentes internos da torre: os “pratos de jato” estão tão em voga, como você pode não saber disso?

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Escolha os componentes internos da torre: os “pratos de jato” são tão populares… Como você pode não saber disso? Notícias do site Chemical 707: A separação por transferência de massa é um processo químico muito importante. O desempenho da torre afeta diretamente o consumo energético na produção, a taxa de obtenção do produto, a pureza do produto, a capacidade de processamento e as emissões ambientais, entre outros fatores. Primeiramente, é um processo que consome muita energia e gera altos custos; seu consumo de energia representa cerca de um terço do consumo total das fábricas químicas, ou até mais. As estatísticas dos Estados Unidos mostram que, no consumo total de energia nos setores de petróleo e químicos, cerca de 40% a 50% dessa energia é utilizada nos processos de destilação. No processo de produção, se a separação dos produtos não atender aos requisitos técnicos, isso pode afetar a taxa de conversão da reação, aumentar a formação de subprodutos, causar envenenamento do catalisador, reduzir a qualidade do produto ou gerar emissões que poluem o meio ambiente. A classificação dos equipamentos de colunas pode ser feita com base na estrutura dos componentes internos da coluna. Esses equipamentos podem ser divididos em colunas de malha e colunas de placas. O processo de transferência de massa nesses equipamentos pode ser dividido em três categorias: estado de encharcamento, estado de formação de bolhas e estado de jato. Nesse contexto, o processo de transferência de massa em torres de placa é dividido em duas categorias principais: regime de borbulhação e regime de jato. Introdução às placas de coluna em regime de bolhas: As placas de coluna em regime de bolhas incluem bolsas, válvulas flutuantes, placas de peneira, entre outras. A estrutura das placas é mostrada na figura abaixo: Bolsas, Válvulas flutuantes, Placas de peneira. Análise das características de transferência de massa nas placas de coluna em regime de bolhas: 1. O grau de turbulência no estado gasoso é alto, a dispersão é significativa e a renovação da superfície ocorre rapidamente. O grau de dispersão na fase líquida é baixo; o volume de líquido na fase contínua é grande, e os caminhos de transferência dentro das fases componentes são longos, o que resulta em uma baixa taxa de transferência. 2. Sistema de espuma: O contato em estado de formação de bolhas gera a criação de bolhas, que não se quebram facilmente. Isso faz com que tanto a fase gasosa quanto a fase líquida se misturem, causando refluxo e reduzindo a eficiência da placa. Em casos graves, pode ocorrer transbordamento do líquido. 3. A resistência aumenta; o gás em estado de bolhas precisa atravessar a camada líquida presente nas placas da coluna, e para isso é necessário superar uma grande resistência hidrostática. A resistência nas placas úmidas também é muito alta. 4. É facilmente coberto ou obstruído por substâncias sólidas e de alta viscosidade, tendo uma baixa resistência à obstrução ； Introdução às placas de torre em estado de jato 1. Processo de transferência de massa nas placas de torre em estado de jato: O gás entra aceleradamente no interior da cobertura através dos orifícios das placas, enquanto o líquido entra na cobertura pelo espaço entre a base das placas e a cobertura. O gás eleva o líquido que está dentro da cobertura; após ser puxado, rompido e fragmentado, esse líquido colide com o teto da cobertura. Após a colisão, o gás e o líquido são ejetados horizontalmente pelos orifícios laterais da tampa; as gotas de líquido caem de volta para o prato da coluna, enquanto o gás sobe em direção ao prato superior. Primeiramente, as colisões intensas entre o gás e o líquido dentro da câmara, bem como a mistura turbulenta, permitem que ocorra uma transferência de massa. Em seguida, o jato de gás e líquido permite que ocorra outra transferência de massa. Esse processo se baseia na energia cinética do gás para transformar o líquido de uma fase contínua em uma fase dispersa, formando assim um grande número de gotículas líquidas. Chamamos esse processo de processo de transferência de massa em estado de jato. 2. Análise das características de transferência de massa em placas de tipo jato: Grande área de interface entre as fases: no modo de jato, a fase líquida é transformada em uma fase dispersa, formando um grande número de pequenas gotas líquidas dispersas. Isso proporciona uma ampla área de interface entre as fases gasosas e líquidas, o que aumenta a taxa de transferência de massa. Essa também é a maior diferença entre esse processo e a transferência de massa em estado de bolhas: no caso da transferência de massa em estado de bolhas, a fase líquida é contínua, e há relativamente poucas interfaces entre as fases. A distância percorrida pelas moléculas no líquido é pequena: quando a fase líquida é dividida em muitas pequenas gotículas, a distância que as moléculas dentro da fase percorrem até a interface entre as fases **diminui**, o tempo necessário para que elas se movam também diminui, o que reduz a resistência à transferência de massa na fase líquida. Alto aproveitamento do espaço das placas: o contato entre gás e líquido ocorre por meio de um processo de elevação dentro da câmara e de queda fora dela. Isso permite um grande espaço para a transferência de massa, com tempo de permanência prolongado. 70% do espaço das placas pode ser utilizado para essa finalidade. Atualização rápida da interface: As gotas da fase dispersa e o gás se movem em alta velocidade e colidem intensamente, o que acelera a renovação da superfície das gotas e aumenta a taxa de transferência de moléculas. 3. Vantagens dos tanques de jato em estado de ejeção: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DEE.tmp.jpg Capacidade de produção elevada: em comparação com as válvulas flutuantes do tipo F1, a capacidade de processamento pode aumentar em 20%-50% ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DEF.tmp.jpg Alta eficiência: para diferentes sistemas, a eficiência de transferência de massa é 10%-20% maior do que a das válvulas flutuantes F1 ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8DF0.tmp.jpgPressão da placa reduzida: mais de 20% abaixo da válvula flutuante normal F1 ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E00.tmp.jpg Grande flexibilidade operacional: consegue manter seu funcionamento normal, mesmo sob altas cargas de trabalho ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E01.tmp.jpgAlta capacidade de resistência à obstrução: consegue processar materiais que contêm partículas sólidas e que tendem a se polimerizar, prolongando assim o período de funcionamento do dispositivo ； Possui propriedades antiespumantes: é especialmente adequado para tratar materiais que tendem a formar espuma, como o file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E02.tmp.jpg ； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps8E03.tmp.jpg O jato de líquido que sai da cobertura tem direção definida: isso permite reduzir a mistura do líquido e o gradiente de nível do líquido, aumentando assim a eficiência da transferência de massa. 4. Tecnologia de placas de torre em estado de jato 1. Nova placa de peneira vertical (New-VST): A New-VST é um resultado de pesquisas realizadas pela Universidade Técnica de Hebei, sendo amplamente utilizada na indústria química. Adequado para condições de baixo rapport líquido-gás. Essa tecnologia recebeu o Prêmio de Contribuição Destacada para o Desenvolvimento Científico e Tecnológico da cidade de Tianjin, na primeira edição do prêmio. 2. Placa de jato guia radial (CJST): A CJST é um tipo de placa de torre eficiente, desenvolvida com base no New-VST. Possui boa adaptabilidade a condições de grande diâmetro da torre e alta carga de fase gasosa e líquida. Essa tecnologia recebeu apoio do **Fundo de Inovação** do Ministério da Ciência e Tecnologia em 2005. 3. Placas de jato de membrana de baixa resistência: essa tecnologia é muito adequada para sistemas de redução de pressão que exigem menor resistência, para processos de transferência de massa com dispositivos de resfriamento, para destilação reacional e para processos de transferência de massa em que ocorre formação de polímeros. 4. Placas de torre de pulverização por membrana sem mistura reversa (MPⅠ,Ⅱ,Ⅲ): Esta tecnologia é um produto desenvolvido com base nas placas de torre de pulverização por membrana de baixa resistência, visando resolver o problema da redução da eficiência das placas devido à mistura reversa dentro da torre. Adequado para condições de alto índice líquido-gás, bem como para processos de separação em sistemas sujeitos a entupimentos. Essa tecnologia recebeu apoio do **Fundo de Inovação** do Ministério da Ciência e Tecnologia em 2009. Placa de torre de jato sem mistura por fluxo separado (PFST): Essa placa se baseia na disposição de placas de fluxo separado, que dividem a fase líquida presente na placa em um fluxo de líquido pobre e um fluxo de líquido rico. Foi alcançado o estado em que não há mistura reversa, nem retenção, nem fluxo desviado nas placas de troca de calor. O sistema de descida de líquido possui um design suspenso em formato retangular, o que permite conter as bolhas de ar e reduzir a mistura do gás com o líquido. Esse tipo de placa é especialmente adequado para sistemas com grandes volumes de líquido e que tendem a formar espuma. Devido às vantagens técnicas dos tanques de jato, eles são amplamente utilizados em diversos setores, como coqueificação, refino de petróleo, gás natural, gaseificação, indústria química fina, metanol, fertilizantes, produção de cloro e álcalis, além da indústria farmacêutica. Isso gerou ótimos benefícios econômicos e sociais.