Sıvı Dağıtıcılarla Dolu Kule

Yapılandırılmış bir dolgu kulesinin ayırma performansı, dolgu malzemesi, dağıtıcılar, toplayıcılar vb. gibi iç bileşenlere bağlıdır. Ayrıca gaz yükü, sıvı yükü, malzeme özellikleri, çalışma basıncı, dolgu malzemesinin ıslatma performansı ve düzensiz sıvı dağılımı gibi birçok parametreye de bağlıdır. Şimdiye kadar, kulenin ayırma performansını dolgu malzemesinin geometrik şekline dayanarak doğru bir şekilde hesaplamak mümkün değildir ve doğru verilerin, dolgu kuleleri teorisi ve farklı koşullar altındaki deneysel kuleler aracılığıyla belirlenmesi gerekmektedir. Kullanıcılar, bu verilere dayanarak kulenin boyutunu ve gerekli dolum yüksekliğini yaklaşık olarak belirleyebilirler.

Yeni kule dolgu malzemelerinin sürekli geliştirilmesi ve uygulanmasıyla, dolgulu kulelerin avantajları daha belirgin hale gelmiş ve uygulama alanları genişlemiştir. Rafineri, petrokimya, ince kimya, gübre, ilaç ve atom enerjisi endüstrilerinin yanı sıra çevre koruma alanındaki uygulamalar daha da olgunlaşmıştır. Dolgulu kuleler özellikle vakum damıtma, atmosferik ve orta basınçlı damıtma ile atmosferik hacimli iki fazlı temas süreçleri (gaz absorbsiyonu, soğutma vb.) için uygundur, ancak yüksek basınçlı damıtma kulelerinde uygulanırken özel dikkat gösterilmelidir. Yüksek basınçlı damıtma dolgulu kuleleri üzerine araştırmalar yapılmakta, dolgu katmanlarının bölümlü emülsifikasyonu veya yüksek yerçekimi alan ayırma gibi yöntemler önerilerek, dolgu kulelerinin yapısı ve çalışma yöntemlerinden kaynaklanan sorunlar çözülmeye çalışılmaktadır. Yüksek basınçlı damıtma kolonlarında dolgu malzemesi kullanımının sınırlamalarının aşılmasında bazı ilerlemeler kaydedilmiştir ve kilit nokta, yüksek basıncın (yüksek sıvı faz yükü) kulenin işleme kapasitesi ve verimliliği üzerindeki etkisinin iyice anlaşılmasıdır. Sığ yataklı ve yüksek performanslı kule bileşenleri (gaz dağıtıcıları, sıvı dağıtıcıları ve yeniden dağıtıcıları gibi) kullanılabilir. Bazı kişiler ayrıca yüksek basınçlı damıtma için uygun kompozit dolgu maddeleri geliştirilmesini de önermektedir.

Dolgulu kulelerin bir diğer yeni uygulama alanı ise hava ayırma cihazlarıdır. 1930'lardan önce, hava ayırma ekipmanları esas olarak kaynak, kesme oksijeni ve kimyasal azot için kullanılıyordu. Çelik, azotlu gübreler, kimyasallar ve roketler gibi modern teknolojilerin gelişmesiyle birlikte oksijen, azot ve nadir gazların kullanımı hızla arttı. Almanya'daki Linde, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki APCI (Air Products and Chemicals), Birleşik Krallık'taki BOC (Oxygen) ve Fransa'daki Air Liquefaction gibi bazı büyük yabancı şirketler, hava ayırma araştırmalarında dolgulu kuleleri kullanmaya başladı. İsviçre'deki Sulzer, bir dolgu üreticisi olarak, bu şirketlerle aktif olarak işbirliği yapıyor ve tatmin edici sonuçlar elde ediyor.

Hava ayırma ünitelerinde düzenli dolgu maddelerinin bir diğer kullanım alanı da ham argon kuleleridir. Önceki ham argon kulesi, oksijen içeriği 2 × 10⁻⁶'dan az olan saf argon elde edemeyen bir elek plakalı kuleydi. Dolgulu bir kuleye geçilmesiyle, geçmişte saf argon ürünlerinin üretiminde kullanılan sonraki işlemler ortadan kaldırılabilir.