El empaquetamiento estructurado de metal está hecho de placa perforada con corrugación de canal en la superficie y conserva la característica estructural del empaquetamiento de malla de alambre de metal.
El empaquetamiento de la torre de estructura metálica fortalece la distribución uniforme del líquido y la capacidad de humectación de la superficie, lo que aumenta la eficiencia de la transferencia de masa. El empaquetamiento estructurado de metal tiene la característica de superficie específica grande, alta relación de vacío y peso ligero; Oblicuidad de la trayectoria del gas pequeña y regular, baja caída de presión; Buena difusión radial, contacto gas-líquido suficiente.
Empaquetamiento estructurado de metal Ventajas
| Columnas empaquetadas |
Columnas con bandejas |
| Una menor caída de presión conduce a un ahorro significativo de energía. (Es posible una reducción de más del 5% en la energía). |
Mayor caída de presión, pero columnas más cortas. |
| Alta capacidad de reducción. (Es posible hasta el 40% de la capacidad de diseño). |
Reducción limitada para una operación eficiente. (Es típico el 60-70% de la capacidad de diseño). |
| Permite la producción de argón puro por destilación, eliminando así la necesidad de una fuente de hidrógeno puro. |
Se puede utilizar para la destilación a alta presión. |
Empaquetamiento estructurado de metalVentajas
1. La caída de presión del empaquetamiento estructurado es significativa
Dado que el contacto de la membrana de dos fases gas-líquido en el empaquetamiento estructurado es diferente del contacto burbujeante de las dos fases en la bandeja de tamiz, la caída de presión de la torre empaquetada es solo de 1/4 a 1/6 de la bandeja de tamiz. Por ejemplo, la resistencia operativa de la torre en el empaquetamiento estructurado es de 3.5-4.2 kPa, la presión operativa en la parte inferior es de solo 35-45 kPa, la torre inferior todavía está utilizando la torre de bandeja de tamiz y la resistencia operativa no cambia, por lo que la presión operativa de la torre inferior se reduce correspondientemente en 0.05~0.06 MPa, generalmente 0.44 a 0.48 MPa, de modo que la potencia del eje del compresor de aire se puede reducir en un 5% a un 7%.
2. Alta eficiencia de separación del empaquetamiento estructurado
Cuanto menor sea la presión operativa de la columna superior, mayor será la separación de oxígeno, nitrógeno y argón, especialmente la separación de oxígeno y argón. Generalmente, la tasa de extracción de oxígeno se puede aumentar en un 1% a un 3%, y la tasa de extracción de argón se puede aumentar en un 5%. El 10%, la práctica ha demostrado que la tasa de extracción de oxígeno de los equipos de separación de aire ha alcanzado más del 99%, y la tasa de extracción de argón ha alcanzado más del 80%.
La tasa de extracción de la columna de destilación depende en gran medida de la cantidad de aire de expansión que ingresa a la columna superior, especialmente para la tasa de extracción de argón, por lo que la eficiencia isoentrópica del turboexpansor y la sobrealimentación del sobrealimentador se mejoran continuamente. La proporción es la clave para aumentar la tasa de extracción de la columna de destilación.
3. El empaquetamiento regular tiene una pequeña capacidad de retención de líquido
El volumen de la columna empaquetada estructurada es generalmente solo del 1% al 6% del volumen de la columna, mientras que la capacidad de retención de la columna de tamiz es del 8% al 10% del volumen de la columna. La pequeña capacidad de retención de líquido significa que el líquido permanece en la torre por un corto tiempo y la caída de presión operativa es pequeña, lo que es beneficioso para la operación de la condición de trabajo variable. La torre de empaquetamiento estructurado se puede diseñar en el rango del 40% al 120%. La producción de oxígeno de la torre superior de la planta de separación de aire de 12000 m3/h de la planta No. 5 de Shanggang se puede ajustar dentro del rango de 9000~14000 mm3/h, y el rango de carga operativa es solo del 75%~117%.
4. El espacio de empaquetamiento regular es grande
El empaquetamiento estructurado tiene una relación de vacío de más del 95%. En la torre de bandeja de tamiz, el área de la placa de orificio representa el 80% de la sección de la torre, y la relación de apertura es del 8% al 12%, que son mucho menores que la relación de vacío de la capa de relleno. Para la misma carga, la torre de la torre empaquetada es más pequeña que la torre de tamiz; en general, el área de la sección transversal es solo aproximadamente el 70% de la torre de tamiz, lo que es ventajoso para equipos de separación de aire a gran escala.
5. El tiempo de inicio del dispositivo se acorta considerablemente
El proceso de inicio del equipo de separación de aire no es una operación de salida de producto, por lo que acortar el tiempo de inicio es una de las formas de ahorrar energía y reducir el consumo del equipo de separación de aire. El tiempo de inicio del equipo de separación de aire se refiere al tiempo requerido para iniciar la máquina de expansión hasta la salida de oxígeno. Después de la finalización del empaquetamiento, la cantidad de líquido retenido durante la rectificación normal se reduce considerablemente, y el tiempo de inicio de la planta de separación de aire se acorta considerablemente. Después de que el empaquetamiento convencional se utiliza en la torre superior, la cantidad de líquido retenido durante la rectificación normal aumenta considerablemente. Después del descenso, el tiempo de inicio de la planta de separación de aire se acorta considerablemente, y el tiempo de inicio general solo toma de 26 a 30 horas.
6. El contenido de oxígeno en la fracción de argón es de aproximadamente el 90%.
Para reducir directamente a 1~2×10-4% mediante rectificación criogénica, el número de platos teóricos de la columna de rectificación necesita alrededor de 180 piezas, la placa de tamiz necesita alrededor de 300 piezas, y la resistencia es de hasta aproximadamente 100 kPa. Obviamente, el argón crudo es imposible de descargar fuera de la torre, y la altura del empaquetamiento estructurado es de aproximadamente 45 m. La resistencia es de solo 14 a 16 kPa, por lo que la realización del proceso de argón de rectificación completa es posible.
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