|
Башня атмосферной дистилляции из нержавеющей стали для разделения сырой нефти по индивидуальным размерам с рабочим давлением от 0,1 до 10 МПа
| MOQ: | 1 комплект |
| Цена: | 10000 USD |
| Срок доставки: | 2 месяца |
| Метод оплаты: | Л/К, Т/Т |
| Емкость поставок: | 200 комплектов/дней |
Нержавеющая стальная дистилляционная башня
,индивидуальная сепарационная башня
,реактор высокого давления
Ферментер с барботажной колонной (или биореактор с барботажной колонной) представляет собой удлиненный, вертикально ориентированный цилиндрический сосуд, предназначенный для смешивания, массообмена и биологического превращения за счет единственного действия непрерывного вдувания газа. Классифицированный как чисто пневматический реактор, он не содержит абсолютно никаких механических крыльчаток, внутренних валов или физических перегородок.
В основе работы сосуда лежит газораспределитель или барботер, расположенный в абсолютном основании колонны. Поскольку технологический газ проходит через барботер под давлением, он создает непрерывный шлейф движущихся вверх пузырьков воздуха. Растущая плавучесть этих пузырьков приводит к кинетическому перемешиванию жидкой фазы, координирует равномерную передачу тепла и доставляет важные субстраты газовой фазы (такие как кислород, окись углерода или водород) в суспензию жидких клеток. Поскольку в барботажной колонне отсутствуют сложные механические движущиеся части, она представляет собой высоконадежную и экономичную конструкцию для сверхкрупномасштабных промышленных биохимических процессов.
Производительность, эффективность смешивания и массоперенос барботажной колонны полностью определяются ее гидродинамикой. Основной проектной переменной, контролируемой инженерами, является приведенная скорость газа (u_g), определяемая как объемный расход газа, разделенный на площадь поперечного сечения колонны.
В зависимости от величины расхода газа колонна работает в различных гидродинамических режимах, изменяющих физическое распределение пузырьков воздуха:
- Гомогенный (пузырьковый) режим потока: срабатывает при низких приведенных скоростях (обычно менее 0,04–0,05 м/с). В этом состоянии пузырьки одинаково малы, имеют одинаковую скорость подъема и поднимаются вертикально с минимальным боковым столкновением. Перемешивание происходит осторожно, скорость слияния пузырьков близка к нулю.
- Гетерогенный (турбулентный) режим потока: срабатывает при более высоких приведенных скоростях (обычно более 0,06 м/с). Скорость потока газа вызывает интенсивное взаимодействие пузырьков, в результате чего маленькие пузырьки сливаются в большие, быстро поднимающиеся газовые пробки. Это создает сильные хаотические водовороты, интенсивные петли макроперемешивания и сильно турбулентную циркуляцию жидкости.
Важнейшим безразмерным показателем конструкции барботажной колонны является удержание газа – доля общего объема реактора, занимаемая газовой фазой в любой данный момент. Более высокая задержка газа приводит непосредственно к увеличению площади границы раздела газ-жидкость, что резко повышает объемный коэффициент массопередачи (kL a).
Инженеры-технологи сравнивают барботажные колонны с альтернативами, анализируя, как механическая простота сочетается с контролем жидкости:
| Технические параметры | Биореактор с перемешиванием (STR) | Биореактор с воздушной петлей | Ферментер с пузырьковой колонной |
|---|---|---|---|
| Агитация Исполнение | Механические лопасти рабочего колеса | Пневматический (направленный контур) | Пневматический (случайный столбчатый шлейф) |
| Внутреннее устройство судна | Комплекс (Вал, перегородки, крыльчатки) | Умеренный (вытяжные трубы/перегородки) | Минимальный (полностью открытая колонна) |
| Соотношение сторон (Г/Д) | От низкого до среднего (обычно от 2:1 до 3:1) | Высокий (обычно от 6:1 до 10:1) | Чрезвычайно высокий (обычно от 5:1 до 12+:1) |
| Профиль сдвига | Высокий и неоднородный | Чрезвычайно низкий и равномерный | От низкого до среднего (зависит от исчезновения пузырьков) |
| Склонность к пенообразованию | Умеренная (крыльчатки разрушают пенопластовую поверхность) | Высокий | Чрезвычайно высокий (требуется большое свободное пространство) |
| Предел вязкости | Высокий (поддерживает густые неньютоновские бульоны) | От низкого до среднего | Низкая (высокая вязкость подавляет подъем пузырьков) |
Барботажные колонны пользуются большим спросом в промышленных операциях, где простота и оптимизация энергопотребления доминируют в финансовых результатах проекта:
- Сверхнизкие эксплуатационные расходы (OPEX). За счет отказа от массивных механических двигателей и редукторов установка платит только за электроэнергию, необходимую для работы газовых компрессоров. Затраты на техническое обслуживание также сокращаются, поскольку отсутствуют динамические механические уплотнения, склонные к утечкам.
- Отличная масштабируемость: простота конструкции позволяет производителям создавать высокие колонны огромных объемов (до сотен тысяч литров), которые физически невозможно равномерно перемешать с помощью одного механического вала.
- Промышленная газовая ферментация: они являются лучшим выбором для современной ферментации синтез-газа (CO/H2) и улавливания углерода (CO2). Медленно растущие ацетогенные или метаногенные бактерии находятся во взвешенном состоянии в колонне, в то время как поток промышленных отходов непрерывно барботируется через нижнюю часть колонны, обеспечивая биологическую конверсию в биотопливо или биопластики.
Команды по закупкам должны тщательно оценить структурные и металлургические параметры во время проектирования судна:
Конструкция барботера определяет первоначальный размер пузырьков. Хотя пористые спеченные пластины производят микропузырьки, которые обеспечивают превосходный начальный массоперенос, они очень склонны к биообрастанию и закупорке. Для долгосрочного непрерывного производства выбираются перфорированные трубные кольца или барботеры-пауки с точно просверленными лазером отверстиями, обеспечивающими долговечность эксплуатации.
Поскольку барботажные колонны часто используются для высокоэкзотермической микробной или газожидкостной ферментации, а также поскольку в них отсутствуют внутренние движущиеся части для быстрого распределения тепла, корпус сосуда должен иметь высокооптимизированную конфигурацию охлаждения. Внешние рубашки с углублениями или внутренние массивы вертикальных охлаждающих змеевиков предназначены для регулирования температуры ядра.
- Высококачественная нержавеющая сталь (SS316L): обязательный выбор для фармацевтических клеточных линий, производства одноклеточных белков и тонкой химической ферментации. Все внутренние поверхности требуют тщательной механической полировки (Ra 0,4 мкм) с последующей полной пассивацией азотной или лимонной кислотой для устранения векторов бактериальной адгезии.
- Технология сплавления стекла со сталью (GFS): высокотехнологичная и экономически эффективная для мегамасштабных промышленных биотехнологий, крупномасштабных муниципальных аэробных варочных котлов и массивных колонн для очистки экологических газов. Башни GFS с болтовым креплением обеспечивают необходимую огромную прочность на вертикальное растяжение для выдерживания огромных гидростатических напоров в сочетании с непроницаемым барьером из кварцевого стекла, который полностью противостоит износу абразивными частицами и кислотному химическому разложению.
- Стандарты проектирования: Все барботажные колонны под давлением должны быть изготовлены, сертифицированы и проштампованы в полном соответствии с международными промышленными нормами, такими как ASME Раздел VIII, Раздел 1 или Европейские требования PED.
Вы в настоящее время определяете размер линии газовой ферментации или вам нужна помощь в определении идеального соотношения сторон (H/D) и границ приведенной скорости газа, чтобы избежать пробкового потока в вашем сосуде?
Видео
Видео
