産業用化学反応塔(しばしば反応柱または垂直容器原子炉と呼ばれます) は高い,高面比の圧力容器 連続した化学変換と物質の異なる相間の強烈な質量移転を容易にするように設計.
水平の原子炉や 短くて広い混合タンクとは異なり 反応塔は垂直で重力と浮力性を利用するために作られています塔は,最大接触時間と相間の境界層相互作用を保証します.極めて小規模なプラントで非常に高い化学変換率をもたらします
反応塔のユニークな幾何学は,水平システムで簡単に複製できない2つの重要な運用上の利点を提供します.
逆電流効率:典型的な装置では 密度の高い液体が 表面に噴射され 重力によって下へと流れ 底にガスが入って 上へと押し上げられますこの逆流路は,最も新鮮な低濃度のガスは,容器の全高さに沿って急激な濃度グラデーションを維持して,最も反応した液体と連続的に出会います.
最小足跡,最大容量:化学工場は空間効率を優先します高さ と 直径 の 比 を 持つ 反応 塔 は,水平 タンク 農園 に 必要 な 地面 の ほんの ほんの わずかな 部分 を 占め て 時 に 数千 ガロン の 液体 を 処理 する こと が でき ます.
液体とガスの流れが 互いに横切るのを防ぐためにトワーの内側には 流体を分断して 流通する構造が詰め込まれています.
反応塔の効率は 容積質量移転係数を最大化することに 依存します反応物質がガス泡から液体フィルムに移動する質量移転速度は,この式によって決定される.:
パックベッド:塔は何千もの 微小で高度な幾何学的な物体 (パールリングのようなランダムな梱包) または構造化された波紋金属シートで満たされています信じられないほど薄い表面面積が大きい液体フィルムで,上昇するガスがシームレスに通過します.
トレーまたはプレート:この塔には 積み重なって穴が開いた水平のトレイがあります 液体は各トレイを通って流れ 次の階にチューブを落とします騒動を起こしたすべての段階で非常に反応性のある泡層です
| 塔分類 | 主要混合メカニズム | 最も適した | 圧力が落ちる罰 |
|---|---|---|---|
| 吸収塔 (スクラバー) | 液体ガス対流フィルム接触 | 産業排出物から汚染物質や酸性ガスを除去する. | 非常に低い |
| 蒸留/断片化 コラム | ステージごとに沸騰し,トレイで凝縮します. | 複雑な液体混合物を揮発性沸点で分離する | 中程度の程度から高い程度 |
| トリックルベッド 原子炉 | 固体触媒ペレットの上でのガス液体下向き共流流. | 水素処理,水化,固定床触媒反応 | 低度から中等程度 |
これらの塔は厳しい化学環境,高熱圧,風の切断などの重要な外部環境力にさらされているため,材料の選択は極めて重要です.
高強度合金:高温や高圧反応では 頑丈な金属のようなものを使って 塔が作られていますステンレス鋼 316L,デュプレックス合金,またはハステロイC-276この材料は攻撃的な穴穴と局所的なストレスの破裂に耐える.
ポリマーで覆われた鋼:金属が急速に腐食する極端な鉱物酸 (塩化水素酸スクービングなど) を処理するアプリケーションでは,炭素鋼塔は熱結合フップロポリマーで重く覆われています.PTFEあるいはPVDF構造強度と 完全な化学的惰性を組み合わせる
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