産業用 化学 塔 原子炉: 設計 原則, 内部 水力学, 性能 最適化

重量化学加工において,混ざらないまたは異なる流体相間の接触効率を最大化することは,最も重要な技術課題の1つです.化学塔炉垂直柱式原子炉と呼ばれます. これは連続質量移転と多相化学合成のための業界標準のソリューションです.

高い利点を利用することでアスペクト比(高さ対直径比) これらの高層船は重力と流体力学を利用し,高度に最適化された物理的なプラントフットプリントの中で高い変換出力を達成します.

化学塔炉は,相接触を最大化するために,異なる内部ゾーンを通って反応物質を継続的に移動することによって機能する.上記の構造図で示したように,プロセスの構成には通常,逆流流のシステムがある.:

• ガス相推進:ガスは底のノズル (以下のように表示) を通して入ります.汚染されたガス圧力の低下や浮力 gradientにより自然に柱上へと上昇する.

• 液体相分布:液体反応物質は上頭部近くに入ります (洗浄液) 専門の専門学校を通過する液体分流器内部横断面全体に完全に均等な射線分布を保証する噴霧ノズルで装備されている.

• パックベッドゾーン:容器の中心はベッド表面積が大きいランダムまたは構造的なパッケージング材料で満たされます.質量移転抵抗を劇的に低下させ,上昇するガス相と密接に接触する.

• 訓練 分離オーバーヘッドノズルを離す前に (ガス を 消す処理されたガス流は構造化された霧除去機流入した液体滴を消して 下流圧縮機や交換熱機を腐食や液体流出から守る

化学タワー反応炉の横断面の大きさは,ガス抵抗が液体フィルムの重力駆動下降を妨げない正確な水力バランスを計算する必要があります.表面ガス速度(ug) は,総体積気体流量 (Qg) と柱の内面横断面に対して計算しなければならない.

D は塔殻の内径である.適切な反応完了を確保するために必要な活性触媒またはパッキングゾーンの容量を決定するために,エンジニアはプロセスを計算します居住時間(tau) は,活性ゾーン内での反応物質の平均時間を表します.

パッキングベッドの物理体積とエプシロンは内部体積を表します.空の分数(流体流量のために利用可能なパックマトリックス内の空き空きスペースの割合)

化学反応の動力学と液体の汚れ傾向に応じて,柱殻の内部構成は大きく異なります.

化学塔の原子炉は 高くて薄い垂直な要素で 内部高温と外部の環境危険にさらされています構造工学では 堅牢な材料の選択が必要です:

• 風や地震による切断の緩和:高い垂直プロフィールがあるため column bases must be engineered with heavy structural support skirts fabricated from high-strength structural carbon steels (such as ASME SA-516 Grade 70) which are then securely anchored to deep concrete foundations to handle high overturning moments.

• プロセス・フェイス・メタルージー:原子炉殻を高腐食性プロセス流から隔離するために,内部化学接触面は通常,固体高合金から作られ,または保護層で設計されています.ステンレス鋼316L (SS316L)一般的な有機酸とアミンの取り扱いに広く指定されているが,ハステロイC-276攻撃的なハロゲンや熱いミネラル酸を含むシステムに選択されます.

• フロアポリマー内膜:金属が故障する環境から中温度のプロセスで,極端なミネラル酸 (塩化水素または水素酸など) を処理する固体鋼柱PTFE (ポリテトラフッロエチレン)あるいはPVDF (ポリビニリデンフッ化物)絶対的な化学的障壁を作ります

高温触媒反応のための柱殻を指定するか,目標質量移転係数 (kL a) を達成するために必要な正確な梱包高度を計算する必要があるか?