Torre empacada con distribuidores de líquido

El rendimiento de separación de una torre de empaque estructurado depende de los componentes internos, como el empaque, los distribuidores, los colectores, etc. También depende de numerosos parámetros, como la carga de gas, la carga de líquido, las propiedades del material, la presión de operación, el rendimiento de humectación del empaque y la distribución irregular del líquido. Hasta ahora, no es posible calcular con precisión el rendimiento de separación de la torre basándose en la forma geométrica del empaque, por lo que es necesario determinar datos precisos mediante la teoría de torres de empaque y torres experimentales en diferentes condiciones. Los usuarios pueden estimar el tamaño de la torre y la altura de llenado requerida basándose en los datos.

Con el continuo desarrollo y aplicación de nuevos rellenos para torres, las ventajas de las torres de relleno se han vuelto más evidentes y su ámbito de aplicación se está ampliando. Las aplicaciones en las industrias de refinación, petroquímica, química fina, fertilizantes, farmacéutica y energía atómica, así como en el campo de la protección ambiental, han alcanzado una mayor madurez. Las torres de relleno son especialmente adecuadas para la destilación al vacío, la destilación atmosférica y a presión media, así como para procesos de contacto bifásico con volumen atmosférico (como absorción de gases, enfriamiento, etc.). Sin embargo, se debe tener especial cuidado al aplicarlas en torres de destilación de alta presión. Se están realizando investigaciones sobre torres de relleno para destilación de alta presión, buscando resolver el problema a partir de la estructura y los métodos de operación de las torres de relleno, como la propuesta de emulsificación segmentada de las capas de relleno o el uso de la separación por campos de alta gravedad. Se han logrado avances en la superación de las limitaciones del uso de rellenos en columnas de destilación de alta presión, y la clave reside en comprender a fondo el impacto de la alta presión (alta carga de fase líquida) en la capacidad de procesamiento y la eficiencia de la torre. Se pueden utilizar componentes de lecho poco profundo y torres de alto rendimiento (como distribuidores de gas, distribuidores de líquido y redistribuidores). Algunos también sugieren desarrollar rellenos compuestos adecuados para la destilación a alta presión.

Otro nuevo campo de aplicación para las torres de relleno son los dispositivos de separación de aire. Antes de la década de 1930, los equipos de separación de aire se utilizaban principalmente para soldar, cortar oxígeno y nitrógeno químico. Gracias al desarrollo de tecnologías modernas como el acero, los fertilizantes nitrogenados, los productos químicos y los cohetes, el uso de oxígeno, nitrógeno y gases nobles ha aumentado rápidamente. Algunas grandes empresas extranjeras, como Linde (Alemania), APCI (Air Products and Chemicals) (Estados Unidos), BOC (Oxygen) (Reino Unido) y Air Liquefaction (Francia), han comenzado a aplicar torres de relleno a la investigación sobre separación de aire. Sulzer (Suiza), como fabricante de rellenos, colabora activamente con estas empresas y ha obtenido resultados satisfactorios.

Otro uso de los rellenos regulares en las unidades de separación de aire es en las torres de argón crudo. La torre de argón crudo anterior era una torre de placas de tamiz, que no podía obtener argón puro con un contenido de oxígeno inferior a 2 × 10⁻¹. Al cambiar a una torre de relleno, se pueden eliminar los procesos posteriores utilizados en la producción de productos de argón puro.