Torre piena di distributori di liquidi

Le prestazioni di separazione di una torre di riempimento strutturata dipendono dai componenti interni, come il riempimento, i distributori, i collettori, ecc. Dipendono inoltre da molti parametri, quali il carico di gas, il carico di liquido, le proprietà del materiale, la pressione di esercizio, le prestazioni di bagnatura del riempimento e la distribuzione non uniforme del liquido. Finora, non è stato possibile calcolare con precisione le prestazioni di separazione della torre basandosi sulla forma geometrica del riempimento; i dati precisi devono essere determinati attraverso la teoria delle torri di riempimento e la sperimentazione in diverse condizioni. Gli utenti possono approssimare le dimensioni della torre e l'altezza di riempimento necessaria sulla base dei dati ottenuti.

Con il continuo sviluppo e l'applicazione di nuovi materiali di riempimento per le torri di distillazione, i vantaggi di queste ultime sono diventati più evidenti e il loro campo di applicazione si sta ampliando. Le applicazioni nei settori della raffinazione, petrolchimico, chimico fine, dei fertilizzanti, farmaceutico ed energetico atomico, così come nel campo della protezione ambientale, sono diventate più mature. Le torri di riempimento sono particolarmente adatte per la distillazione sotto vuoto, la distillazione a pressione atmosferica e media, nonché per i processi di contatto bifase con volume atmosferico (come l'assorbimento di gas, il raffreddamento, ecc.), ma è necessario prestare particolare attenzione quando vengono utilizzate nelle torri di distillazione ad alta pressione. Sono in corso ricerche sulle torri di riempimento per la distillazione ad alta pressione, cercando di risolvere il problema a partire dalla struttura e dai metodi di funzionamento delle torri di riempimento, ad esempio proponendo l'emulsificazione segmentata degli strati di riempimento o utilizzando la separazione in campo gravitazionale elevato. Sono stati compiuti progressi nel superare i limiti dell'utilizzo di materiali di riempimento nelle colonne di distillazione ad alta pressione, e la chiave è comprendere a fondo l'impatto dell'alta pressione (elevato carico di fase liquida) sulla capacità di processo e sull'efficienza della torre. È possibile utilizzare componenti per torri a letto basso e ad alte prestazioni (come distributori di gas, distributori di liquidi e ridistributori). Alcuni suggeriscono anche di sviluppare riempitivi compositi adatti alla distillazione ad alta pressione.

Un altro nuovo campo di applicazione per le torri a riempimento è quello dei dispositivi di separazione dell'aria. Prima degli anni '30, le apparecchiature per la separazione dell'aria erano utilizzate principalmente per l'ossigeno impiegato nella saldatura e nel taglio, nonché per l'azoto chimico. Grazie allo sviluppo di tecnologie moderne come l'acciaio, i fertilizzanti azotati, i prodotti chimici e i razzi, l'utilizzo di ossigeno, azoto e gas rari è aumentato rapidamente. Alcune grandi aziende straniere, come Linde in Germania, APCI (Air Products and Chemicals) negli Stati Uniti, BOC (Oxygen) nel Regno Unito e Air Liquefaction in Francia, hanno iniziato ad applicare le torri a riempimento alla ricerca sulla separazione dell'aria. Sulzer, azienda svizzera produttrice di sistemi di riempimento, collabora attivamente con queste aziende ottenendo risultati soddisfacenti.

Un altro utilizzo dei riempitivi standard nelle unità di separazione dell'aria si trova nelle torri di distillazione dell'argon grezzo. La precedente torre di distillazione dell'argon grezzo era una torre a piastre forate, che non permetteva di ottenere argon puro con un contenuto di ossigeno inferiore a 2 × 10⁻⁶. Passando a una torre a riempimento, è possibile eliminare i processi a valle utilizzati in passato per la produzione di argon puro.