(แบ่งปัน) การแนะนำคุณสมบัติและข้อดีของวัสดุเติมเต็มที่ใช้ในการจัดระเบียบพื้นที่ว่าง

Thread Content

ตัวเติมที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบนั้น มีข้อดีอยู่หลายประการ เช่น มีพื้นที่ผิวสัมผัสสูง มีโครงสร้างที่เป็นระเบียบ มีอัตราการไหลของสารสูง มีแรงดันที่ลดลงน้อย และมีความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของหอคอลัมน์ที่ใช้วางแท่งปรับสภาพเพิ่มขึ้น ผู้คนก็ให้ความสำคัญมากขึ้นกับการปรับปรุงโครงสร้างของแท่งปรับสภาพ รวมถึงการพัฒนาแท่งปรับสภาพที่มีคุณสมบัติหลากหลาย เช่น มีประสิทธิภาพสูง มีความดันลดลงน้อย และมีอัตราการไหลสูง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับการปรับแต่งให้แท่งปรับสภาพเข้ากันได้อย่างดีกับชิ้นส่วนอื่นๆ ภายในหอคอลัมน์ รวมถึงการไหลและการกระจายตัวของของเหลวภายในชั้นแท่งปรับสภาพด้วย อุปกรณ์เติมสารที่มีลักษณะเป็นร่องคลื่นแบบใยไหม และอุปกรณ์เติมสารที่มีลักษณะเป็นร่องคลื่นแบบแผ่น ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นหลังช่วงทศวรรษ 1960 เป็นอุปกรณ์เติมสารที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ และได้รับการนำมาใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน สำหรับวัสดุเติมแต่งที่มีคุณภาพสูงในยุคปัจจุบัน ควรเลือกผลิตภัณฑ์ของบริษัท Sulzer ในช่วงทศวรรษ 1960 บริษัทนี้ได้พัฒนาวัสดุป้อนแบบมีรอยคลื่นจากลวดโลหะขึ้นมา ต่อมาในปี 1977 ก็ได้เปิดตัววัสดุป้อนแบบ Mellapak ซึ่งมีลักษณะเป็นแผ่นแบนที่มีรอยคลื่น และในปี 1994 ก็ได้พัฒนาวัสดุป้อน Optiflow ซึ่งมีโครงสร้างที่ทันสมัยและมีช่องทางการไหลหลายช่อง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการวิจัยและพัฒนาวัสดุป้อนที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบนั้นยังคงดำเนินต่อไปอยู่ แท่งอุด Mc-pak ที่บริษัทมิตสุบิชิ คอร์ปอเรชั่นของญี่ปุ่นผลิตขึ้นนั้น มักจะอิงรูปแบบมาจากแท่งอุด Mellapak เป็นหลัก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ Rombopak ของบริษัท KUHNI ในสวิตเซอร์แลนด์ และผลิตภัณฑ์ Ras-chig-Superpak ของบริษัท RASCHIG ในเยอรมนี ได้รับการพัฒนาและนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จ ประเทศของเราได้เริ่มทำการวิจัยและพัฒนาวัสดุประเภทนี้อย่างเป็นระบบตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1960 โดยปัจจุบันมีระบบการวิจัยและการผลิตที่ค่อนข้างสมบูรณ์แล้ว มหาวิทยาลัยเทียนจินร่วมมือกับมหาวิทยาลัยอัสตันในสหราชอาณาจักร พัฒนาวัสดุสำหรับใช้ในการจัดระเบียบลำดับของพัลส์ขึ้นมา โดยตั้งชื่อว่า UnaPak ； มหาวิทยาลัยชิงหัวและสถาบันวิจัยเคมีแห่งเซี่ยงไฮ้ได้พัฒนาวัสดุเติมแต่งรูปทรงคลื่นสำหรับใช้กับแผ่นรีดขึ้นมาแยกกัน ； บริษัท โซนสตีช ลัวหยาง เอ็นจิเนียริ่ง ได้พัฒนาแผ่นประกอบแบบ LH ขึ้นมา ในบรรดานั้น ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีการกลั่นแห่งชาติของมหาวิทยาลัยเทียนจินได้พัฒนาวัสดุเติมเต็มที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นมา นั่นก็คือวัสดุเติมเต็มแบบคลื่นสองทิศทาง วัสดุเติมชนิดนี้มีพื้นที่ผิวสำหรับการถ่ายเทมวลที่สูง ทั้งนี้ ทางเดินของก๊าซและของเหลวก็ได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสม นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการแพร่กระจายในแนวนอนที่ดี และยังมีข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับวัสดุเติมแบบรูโลหะในด้านความสามารถในการป้องกันการอุดตัน ความแข็งแรง ความดันที่เกิดขึ้น และความสามารถในการรับของเหลวได้มาก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากอุตสาหกรรมเคมีขั้นสูง อุตสาหกรรมปิโตรเคมี และอุตสาหกรรมปุ๋ยมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุสำหรับใช้ในหอคอนเดนเซอร์รูปแบบใหม่ๆ จึงได้รับความสนใจมากขึ้น การพัฒนาและการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมของตัวเติมที่มีประสิทธิภาพสูง แสดงให้เห็นว่าตัวเติมที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ โดยเฉพาะตัวเติมที่มีลักษณะเป็นคลื่น มีข้อได้เปรียบอย่างชัดเจน และสามารถนำมาใช้แทนตัวเติมแบบเดิม รวมถึงใช้ในการปรับปรุงเทคโนโลยีของหอคอนเดนเซอร์แบบแผ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ การพัฒนาวัสดุเติมชนิดใหม่และการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในระดับใหญ่ ถือเป็นความสำเร็จสำคัญในด้านการวิจัยและการประยุกต์ใช้เครื่องจักรประเภทหอในระดับนานาชาติในปัจจุบัน ความดันลดที่เกิดขึ้นในแท็งก์ที่มีการจัดเรียงองค์ประกอบการเติมสารอย่างเป็นระเบียบนั้นมีค่าต่ำมาก เนื่องจากในแท็งก์ดังกล่าว ส่วนผสมของก๊าซและของเหลวจะมีการสัมผัสกันในรูปแบบของชั้นฟิล์ม ซึ่งแตกต่างจากแท็งก์ที่มีแผ่นกรอง ซึ่งส่วนผสมทั้งสองจะมีการสัมผัสกันในรูปแบบของฟองอากาศ ดังนั้นความดันลดในแท็งก์ประเภทนี้จึงมีค่าเพียง 1/4 ถึง 1/6 ของแท็งก์ที่มีแผ่นกรอ หากแรงต้านในการทำงานของไทเลอร์ที่มีตัวเติมสารอย่างเป็นระเบียบอยู่ด้านบนอยู่ที่ 3.5–4.2 kPa แล้วความดันในส่วนล่างจะอยู่ที่เพียง 35–45 kPa เท่านั้น โดยทั่วไปแล้วในส่วนล่างจะยังคงใช้ไทเลอร์แบบแผ่นกรอง ซึ่งแรงต้านในการทำงานก็ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นความดันในส่วนล่างจึงลดลงประมาณ 0.05–0.06 MPa โดยปกติจะอยู่ที่ 0.44–0.48 MPa ซึ่งจะช่วยให้กำลังของมอเตอร์ปั๊มอากาศลดลงได้ 5%–7% 2. การใช้ตัวเติมที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกก๊าซได้อย่างดี ยิ่งความดันในการทำงานของหอแยกก๊าซต่ำเท่าไร ก็ยิ่งช่วยให้สามารถแยกก๊าซออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนได้ดีขึ้นเท่านั้น โดยเฉพาะการแยกก๊าซออกซิเจนกับอาร์กอน โดยทั่วไปอัตราการแยกก๊าซออกซิเจนสามารถเพิ่มขึ้นได้ 1%–3% ส่วนอัตราการแยกก๊าซอาร์กอนสามารถเพิ่มขึ้นได้ 5%–10% จากการปฏิบัติจริงพบว่า อัตราการแยกก๊าซออกซิเจนในอุปกรณ์แยกก๊าซสามารถถึง 99% ขึ้นไป ส่วนอัตราการแยกก๊าซอาร์กอนสามารถถึง 80% ขึ้นไป อัตราการสกัดในหอกลั่นนั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศที่ถูกส่งเข้าไปในหอกลั่นด้วยเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสกัดอาร์กอน ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องขยายอากาศแบบไอโซเทนติก และอัตราการเพิ่มความดันของเครื่องเพิ่มความดัน จึงเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มอัตราการสกัดในหอกลั่น 3. ปริมาณของเหลวที่ค้างอยู่ในแท่งกรองแบบเรียงตัวนั้นมีน้อย โดยปกติแล้ว ปริมาณของเหลวที่ค้างอยู่จะอยู่ที่ประมาณ 1% ถึง 6% ของปริมาตรของหอคอนเดนเซอร์ ในขณะที่หอคอนเดนเซอร์แบบแผ่นกรองนั้น ปริมาณของเหลวที่ค้างอยู่จะอยู่ที่ประมาณ 8% ถึง 10% ของปริมาตรของหอคอนเดนเซอร์เช่นกัน ปริมาณของเหลวที่คงอยู่น้อย หมายความว่าของเหลวจะอยู่ในหอคอนเดนเซอร์เป็นเวลาสั้น แรงดันในการทำงานก็จะต่ำลง ซึ่งเอื้อต่อการทำงานในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไปได้ ช่วงการออกแบบหอเติมสารให้เป็นระเบียบอยู่ที่ 40% ถึง 120% อุปกรณ์แยกออกซิเจนขนาด 12,000 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง ในโรงงานผลิตเหล็กแห่งที่ 5 สามารถปรับปริมาณออกซิเจนที่ได้ให้อยู่ในช่วง 9,000–14,000 ลูกบาศก์มิลลิเมตร/ชั่วโมงได้ โดยช่วงการทำงานอยู่ที่ 75%–117% เท่านั้น 4. ช่องว่างระหว่างองค์ประกอบที่ใช้เติมนั้นมีขนาดใหญ่ โดยอัตราส่วนของช่องว่างนั้นอยู่ที่มากกว่า 95% ในหอคอนเวอร์เตอร์แบบแผ่นกรอง พื้นที่ของแผ่นกรองคิดเป็น 80% ของพื้นที่หน้าตัดของหอ ส่วนอัตราการเปิดรูของแผ่นกรองอยู่ที่ 8% ถึง 12% เท่านั้น ซึ่งน้อยกว่าอัตราช่องว่างในชั้นวัสดุกรองอย่างมาก สำหรับโหลดที่เท่ากัน ขนาดของหอคอลัมน์แบบใช้ไส้กรองจะเล็กกว่าหอคอลัมน์แบบใช้แผ่นกรอง ； โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่หน้าตัดของมันจะอยู่ที่ประมาณ 70% ของหอกรองชนิดแผ่นกรองเท่านั้น ซึ่งสำหรับอุปกรณ์แยกก๊าซขนาดใหญ่แล้ว การที่หอมีขนาดเล็กลงจะช่วยให้สามารถขนส่งได้ง่ายขึ้น 5. เวลาที่ใช้ในการเริ่มต้นทำงานของอุปกรณ์ลดลงอย่างมาก กระบวนการเริ่มต้นทำงานของอุปกรณ์แยกออกซิเจนนั้นคือการทำงานโดยไม่มีผลิตภัณฑ์ใดๆ ออกมา ดังนั้น การลดเวลาในการเริ่มต้นทำงานจึงเป็นวิธีหนึ่งในการช่วยประหยัดพลังงานของอุปกรณ์แยกออกซิเจน เวลาที่ใช้ในการเริ่มต้นทำงานของอุปกรณ์นี้หมายถึงเวลาที่ใช้ตั้งแต่เริ่มทำงานของเครื่องขยายอากาศจนกระทั่งมีออกซิเจนออกมา หลังจากที่มีการใช้วัสดุเติมเต็มแบบมีรูปร่างแน่นอนในหอแยก ปริมาณของของเหลวที่อยู่ในหอแยกก็ลดลงอย่างมาก ทำให้เวลาในการเริ่มต้นทำงานของอุปกรณ์ลดลงอย่างมาก โดยปกติแล้ว เวลาที่ใช้ในการเริ่มต้นทำงานจะอยู่ที่ประมาณ 26–30 ชั่วโมงเท่านั้น 6. ปริมาณออกซิเจนในส่วนของอาร์กอนที่ได้จากการกลั่นนั้นอยู่ที่ประมาณ 90% หากต้องการลดปริมาณออกซิเจนลงมาให้เหลือเพียง 1–2×10-4% โดยใช้วิธีการกลั่นที่อุณหภูมิต่ำ จำนวนแผ่นกลั่นที่จำเป็นคือประมาณ 180 แผ่น ส่วนแผ่นกลั่นแบบกรองนั้นจำเป็นประมาณ 300 แผ่น แรงต้านทานในการกลั่นจะอยู่ที่ประมาณ 100 kPa ดังนั้นอาร์กอนในสภาพดิบจึงไม่สามารถถูกขับออกมาจากหอกลั่นได้ ส่วนการใช้แผ่นกลั่นแบบมีรูปร่างเป็นระเบียบนั้น ความสูงของหอกลั่นจะอยู่ที่ประมาณ 45 เมตร แรงต้านมีเพียง 14–16 kPa เท่านั้น ดังนั้นจึงสามารถนำกระบวนการกลั่นอาร์กอนแบบสมบูรณ์มาใช้ได้