برج مكتظ بالموزعين السائلين

يعتمد أداء فصل برج التعبئة الهيكلي على المكونات الداخلية، مثل التعبئة، والموزعات، والمجمعات، وغيرها. كما يعتمد على العديد من المعايير، مثل حمل الغاز، وحمل السائل، وخصائص المواد، وضغط التشغيل، وأداء تبليل التعبئة، وعدم انتظام توزيع السائل. حتى الآن، لا يُمكن حساب أداء فصل البرج بدقة بناءً على الشكل الهندسي للتعبئة، ويلزم تحديد بيانات دقيقة من خلال نظرية أبراج التعبئة والأبراج التجريبية في ظل ظروف مختلفة. يمكن للمستخدمين تقدير حجم البرج وارتفاع التعبئة المطلوب بناءً على البيانات.

مع التطوير المستمر وتطبيق حشوات الأبراج الجديدة، ازدادت مزايا الأبراج المعبأة وتوسع نطاق تطبيقها. أصبحت تطبيقاتها أكثر نضجًا في صناعات التكرير والبتروكيماويات والكيماويات الدقيقة والأسمدة والأدوية والطاقة الذرية، وكذلك في مجال حماية البيئة. تُعد أبراج التعبئة مناسبة بشكل خاص للتقطير الفراغي، والتقطير الجوي والضغط المتوسط، بالإضافة إلى عمليات التلامس ثنائية الطور ذات الحجم الجوي (مثل امتصاص الغاز والتبريد، إلخ)، ولكن يجب توخي الحذر الشديد عند استخدامها في أبراج التقطير عالية الضغط. تُجرى حاليًا أبحاث على أبراج تعبئة التقطير عالية الضغط، في محاولة لحل المشكلة من خلال هيكلها وطرق تشغيلها، مثل اقتراح الاستحلاب المجزأ لطبقات التعبئة أو استخدام فصل مجال الجاذبية العالية. لقد أُحرز بعض التقدم في تجاوز قيود استخدام الحشوات في أعمدة التقطير عالية الضغط، ويكمن السر في الفهم العميق لتأثير الضغط العالي (حمل الطور السائل العالي) على قدرة المعالجة وكفاءة البرج. يمكن استخدام مكونات الأبراج عالية الأداء وذات الطبقات الضحلة (مثل موزعات الغاز، وموزعات السوائل، وموزعات إعادة التوزيع). كما يقترح البعض تطوير حشوات مركبة مناسبة للتقطير عالي الضغط.

من مجالات التطبيقات الجديدة الأخرى للأبراج المعبأة أجهزة فصل الهواء. قبل ثلاثينيات القرن الماضي، كانت معدات فصل الهواء تُستخدم بشكل رئيسي في اللحام وقطع الأكسجين والنيتروجين الكيميائي. ومع تطور التقنيات الحديثة، مثل الفولاذ والأسمدة النيتروجينية والمواد الكيميائية والصواريخ، ازداد استخدام الأكسجين والنيتروجين والغازات النادرة بشكل سريع. وقد بدأت بعض الشركات الأجنبية الكبرى، مثل لينده في ألمانيا، وAPCI (منتجات الهواء والكيماويات) في الولايات المتحدة، وBOC (الأكسجين) في المملكة المتحدة، وإير ليكيفاكشن في فرنسا، في تطبيق الأبراج المعبأة في أبحاث فصل الهواء. وتتعاون شركة سولزر في سويسرا، بصفتها شركة مصنعة للحشوات، بنشاط مع هذه الشركات، وقد حققت نتائج مبهرة.

تُستخدم الحشوات العادية أيضًا في وحدات فصل الهواء في أبراج الأرجون الخام. كان برج الأرجون الخام السابق عبارة عن برج ذي صفيحة غربالية، ولم يكن قادرًا على إنتاج الأرجون النقي بمحتوى أكسجين أقل من 2 × 10-6. بالتحول إلى برج مُعبأ، يُمكن الاستغناء عن العمليات اللاحقة المُستخدمة سابقًا في إنتاج منتجات الأرجون النقي.