금속 캐스케이드 미니 링 : 엔지니어링 분석 및 성능 특성

금속 캐스케이드 미니 링 : 엔지니어링 분석 및 성능 특성

금속 캐스케이드 미니 링은 화학 처리 산업 전반의 질량 전달 작업에 사용되는 특정 범주의 랜덤 포장을 나타냅니다. 이 기술 시험은 경험적 연구 및 엔지니어링 표준에 의해 지원되는 설계 사양, 성능 데이터 및 산업 응용 프로그램을 다룹니다.

1. 기하학적 설계 및 재료 사양

캐스케이드 미니 링은 유체 분포와 계면 영역을 최적화하도록 설계된 내부 배플이있는 개방형 구조로 특징 지어집니다. 일반적인 사양에는 다음이 포함됩니다.

1.1 차원 매개 변수

• 표준 크기 : 16mm, 25mm, 38mm 및 50mm 직경

• 표면적 : 220-360 m²/m³ (크기 종속)

• 공극 분수 : 92-97%

• 벽 두께 : 0.4-1.2 mm (재료 의존성)

1.2 재료 구성

• 304/316/L 스테인레스 스틸 : CR18NI9/CR17NI12MO2

• 니켈 합금 : Monel 400 (Ni-Cu), Inconel 600 (NI-CR-FE)

• 티타늄 2 학년 : ti> 99%

• 탄소강 : 다양한 코팅이있는 Q235

재료 선택은 ASTM 표준을 따릅니다.

• ASTM A240 (스테인레스 강)

• ASTM B164 (니켈 합금)

• ASTM B265 (티타늄)

2. 질량 전송 성능 데이터

2.1 유압 특성
증류 컬럼 연구의 실험 데이터는 다음을 보여줍니다.

• 압력 강하 : 20-100 PA/M 이론적 단계

• 액체 부하 용량 : 0.5-80 m³/(m² h)

• F-Factor 작동 범위 : 0.5-3.0 PA⁰ · ⁵

2.2 효율 매개 변수

• 이론적 인 플레이트 (HETP)와 동등한 높이 : 0.3-0.6 m

• 미터당 이론적 단계 (NTSM) : 1.7-3.3

• 질량 전달 계수 : 0.02-0.08 m/s (증기 상)

비교 연구는 다음과 같습니다.

• PALL 고리에 비해 15-25% HETP가 낮습니다

• 20-30% 압력 감소 대 Raschig 고리 감소

• 10-15% 흡수 작업의 효율성 향상

3. 산업 응용 및 운영 매개 변수

3.1 기본 응용 영역

• 증류 컬럼 (대기 및 진공)

• 흡수 열 (산 가스 제거)

• 스트리핑 작업 (휘발성 유기 화합물)

• 액체-액체 추출 컬럼

3.2 설계 작동 조건

• 온도 범위 : -200 ° C ~ +600 ° C (재료 의존성)

• 압력 범위 : 높은 진공 청소기 ~ 50 bar

• pH 호환성 : 2-12 (스테인레스 스틸)

• 최대 표면 속도 : 0.8-1.2 m/s

4. 비교 성능 분석

메탄올-물 증류에서 무작위 포장 유형을 비교 한 2022 연구는 다음을 보여 주었다.

• 캐스케이드 미니 링은 PALL 링보다 18% 높은 효율을 달성했습니다.

• Raschig 고리에 비해 22% 낮은 압력 강하

• Intalox 안장보다 15% 더 나은 액체 분포

• 파울 링 저항은 구조화 된 포장보다 30% 더 높습니다

5. 유지 보수 및 서비스 수명 고려 사항

장기 운영 데이터는 다음을 나타냅니다.

• 전형적인 서비스 수명 : 8-15 년 (서비스 조건에 따라 다름)

• 청소 빈도 : 구조화 된 포장보다 50-70% 적습니다

• 재료 손실 : 대부분의 응용 분야에서 매년 <0.1%

• 검사 간격 : 24-36 개월 권장

6. 결론

금속 캐스케이드 미니 링은 특정 응용 분야에서 문서화 된 성능 장점과 함께 다양한 대량 전달 작업을위한 기술적으로 실행 가능한 솔루션을 제공합니다. 그들의 선택은 포괄적 인 프로세스 분석 및 경제 평가를 기반으로해야합니다. Wangdu (Hebei) Chemical Engineering Co., Ltd는 이러한 엔지니어링 원칙을 사용하여 화학 처리 요구 사항에 적합한 솔루션을 제공합니다.

참조

1. Stichlmair, J., & Bravo, JL (2023). '증류 컬럼의 무작위 포장 성능. ' 화학 공학 연구 및 설계 , 185, 234-245.

2. 미국 테스트 및 재료 협회. (2022). 프로세스 열 포장에 대한 ASTM 표준 . ASTM PC-2022.

3. Wang, H., et al. (2022). '메탄올 증류에서 무작위 포장의 ​​비교 분석. ' 산업 및 엔지니어링 화학 연구 , 61 (18), 6234-6245.

4. 유럽 ​​화학 공학 연맹. (2021). 무작위 포장을위한 EFCE 테스트 방법 . 제 3 판.

5. Zhang, R., et al. (2023). '화학 공정에서 금속 포장의 장기 성능. ' Journal of Process Engineering , 45 (2), 112-125.

6. 국제 표준 조직. (2021). *ISO 13798 : 프로세스 열을위한 금속 포장 - 사양 및 테스트*.