العمود الداخلي من الصين

الأجزاء الداخلية للعمود: نظرة عامة فنية على الأدراج

تعتبر الصواني أو الألواح مكونات داخلية أساسية تستخدم في أعمدة العملية العمودية لتسهيل نقل الكتلة والحرارة بين مرحلتي السائل والبخار. يتم استخدامها في عمليات الوحدة مثل التقطير والامتصاص والتجريد. 

تقوم شركة Wangdu (Hebei) Chemical Engineering Co., LTD بدمج تصميمات صينية مختلفة في أعمدة العملية، مع التركيز على تحقيق كفاءة فصل محددة، وإنتاجية، واستقرار تشغيلي للعملاء.

تتمثل الوظيفة الأساسية للصينية في توفير مرحلة للاتصال الحميم بين البخار الصاعد والسائل النازل. تشتمل التصميمات الأكثر شيوعًا على صواني الغربال، وصواني الصمامات، وصواني ذات الأغطية الفقاعية، ولكل منها خصائص تشغيلية مميزة.

تتكون صواني الغربال من صفيحة ذات ثقوب عديدة، يتراوح قطرها عادة من 3 إلى 12 ملم. ويمر البخار إلى أعلى من خلال هذه الثقوب، وينتشر في السائل المتدفق عبر الدرج. تتميز صواني الغربال بفعاليتها من حيث التكلفة وانخفاض الضغط لكل صينية. مرونتها التشغيلية أقل إلى حد ما من الأنواع الأخرى، مع نسبة هبوط نموذجية (نسبة الحد الأقصى إلى الحد الأدنى لحمل البخار القابل للتشغيل) تبلغ حوالي 2:1. هم عرضة للبكاء بسرعات بخار منخفضة.

تشبه صواني الصمامات صواني الغربال ولكنها تتميز بصمامات متحركة تغطي الثقوب. تفتح هذه الصمامات وتغلق استجابة لتدفق البخار. عند معدلات التدفق المنخفضة، تغلق الصمامات جزئيًا لتقليل تسرب السائل، وعند معدلات التدفق المرتفعة، فإنها تفتح بالكامل. يوفر هذا التصميم نسب ترتيب محسنة، غالبًا ما تكون في حدود 4:1، مما يوفر مرونة تشغيلية أكبر مقارنة بصواني الغربال. يكون انخفاض الضغط بشكل عام أعلى قليلاً من انخفاض علبة الغربال ولكنه أقل من صينية الغطاء الفقاعي.

تتميز صواني ذات الغطاء الفقاعي، ذات التصميم الأقدم، بوجود روافع مغطاة بأغطية. يُجبر البخار على المرور إلى الأسفل ثم إلى الأعلى من خلال فتحات في الغطاء، مما يؤدي إلى ظهور فقاعات في السائل. يقلل هذا التصميم من تسرب السائل (البكاء) بمعدلات بخار منخفضة جدًا، مما يجعله مناسبًا للخدمات ذات الاختلافات الكبيرة في التدفق أو ضغوط التشغيل المنخفضة. ومع ذلك، تتميز صواني ذات الغطاء الفقاعي بانخفاض ضغط أعلى، وتكلفة أكبر، كما أنها أكثر تعقيدًا في التصنيع من صواني الغربال أو الصمامات.

تتضمن معلمات الأداء الرئيسية للصواني ما يلي:

• انخفاض الضغط: يتراوح عادةً من 50 إلى 150 باسكال لكل صينية للغربال وصواني الصمامات في ظل ظروف التحميل العادية. يعد هذا عاملاً حاسماً في التقطير الفراغي حيث يجب تقليل انخفاض ضغط العمود الإجمالي إلى الحد الأدنى.

• الكفاءة: يتم التعبير عنها بكفاءة بخار Murphree، والتي يمكن أن تتراوح من 50% إلى 90% اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للنظام، وهندسة الدرج، ومعدلات التشغيل.

• البكاء والإغراق: يحدث عندما تكون سرعة البخار غير كافية للاحتفاظ بالسائل على الدرج.

• الفيضان: الحد الأقصى لسعة الدرج، ويحدث عندما يتعذر على السائل التدفق إلى أسفل العمود أو عند حدوث احتجاز مفرط. يعد العامل F (F _s = u _v √ρ _v ، حيث u _v هي سرعة البخار استنادًا إلى منطقة الفقاعات النشطة و ρ _v هي كثافة البخار) هو معلمة شائعة للتنبؤ بالفيضانات؛ قد تكون القيمة النموذجية لمسافة صينية تبلغ 0.6 م هي 2.5 باسكال ^0.5 .

تختار شركة Wangdu (Hebei) Chemical Engineering Co., LTD أنواع الصواني بناءً على تحليل مفصل لظروف العملية، بما في ذلك معدلات التدفق، وضغط التشغيل، واحتمالية التلوث، وكفاءة الفصل المطلوبة.

مرجع

كيستر، هرتز (1992). تصميم التقطير . ماكجرو هيل.

ليبرمان، إن بي، وليبرمان، إت (2008). دليل العمل لمعدات المعالجة (الطبعة الرابعة). ماكجرو هيل.

بيري، RH، & Green، DW (محرران). (2007). دليل بيري للمهندسين الكيميائيين (الطبعة الثامنة). ماكجرو هيل.