Tháp đóng gói với bộ phân phối chất lỏng

Hiệu suất tách của tháp đóng gói cấu trúc phụ thuộc vào các thành phần bên trong, chẳng hạn như vật liệu đóng gói, bộ phân phối, bộ thu gom, v.v. Nó cũng phụ thuộc vào nhiều thông số, chẳng hạn như tải trọng khí, tải trọng lỏng, tính chất vật liệu, áp suất hoạt động, hiệu suất làm ướt của vật liệu đóng gói và sự phân bố chất lỏng không đồng đều. Cho đến nay, vẫn chưa thể tính toán chính xác hiệu suất tách của tháp dựa trên hình dạng hình học của vật liệu đóng gói, và cần phải xác định dữ liệu chính xác thông qua lý thuyết về tháp đóng gói và các tháp thí nghiệm trong các điều kiện khác nhau. Người dùng có thể ước tính kích thước của tháp và chiều cao đóng gói cần thiết dựa trên dữ liệu này.

Với sự phát triển và ứng dụng liên tục của các vật liệu đóng gói tháp mới, ưu điểm của tháp đóng gói ngày càng nổi bật và phạm vi ứng dụng đang được mở rộng. Ứng dụng trong các ngành công nghiệp lọc dầu, hóa dầu, hóa chất tinh chế, phân bón, dược phẩm và năng lượng nguyên tử, cũng như trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, ngày càng trở nên hoàn thiện. Tháp đóng gói đặc biệt thích hợp cho quá trình chưng cất chân không, chưng cất áp suất khí quyển và áp suất trung bình, cũng như các quá trình tiếp xúc hai pha với thể tích khí quyển (như hấp thụ khí, làm mát, v.v.), nhưng cần hết sức thận trọng khi sử dụng chúng trong tháp chưng cất cao áp. Người ta đang tiến hành nghiên cứu về tháp đóng gói chưng cất cao áp, cố gắng giải quyết vấn đề từ cấu trúc và phương pháp vận hành của tháp đóng gói, chẳng hạn như đề xuất nhũ hóa phân đoạn các lớp đóng gói hoặc sử dụng phương pháp tách trường trọng lực cao. Một số tiến bộ đã đạt được trong việc vượt qua những hạn chế của việc sử dụng vật liệu đóng gói trong cột chưng cất cao áp, và chìa khóa là phải hiểu rõ tác động của áp suất cao (tải trọng pha lỏng cao) đến công suất và hiệu quả xử lý của tháp. Có thể sử dụng các bộ phận tháp chưng cất tầng nông và hiệu suất cao (như bộ phân phối khí, bộ phân phối chất lỏng và bộ phân phối lại). Một số người cũng đề xuất phát triển các chất độn composite phù hợp cho quá trình chưng cất áp suất cao.

Một lĩnh vực ứng dụng mới khác của tháp đóng gói là thiết bị tách khí. Trước những năm 1930, thiết bị tách khí chủ yếu được sử dụng để hàn, cắt oxy và hóa chất nitơ. Do sự phát triển của các công nghệ hiện đại như thép, phân bón nitơ, hóa chất và tên lửa, việc sử dụng oxy, nitơ và khí hiếm đã tăng nhanh chóng. Một số công ty lớn của nước ngoài, như Linde ở Đức, APCI (Air Products and Chemicals) ở Hoa Kỳ, BOC (Oxy) ở Vương quốc Anh và Air Liquefaction ở Pháp, đã bắt đầu ứng dụng tháp đóng gói vào nghiên cứu tách khí. Sulzer ở Thụy Sĩ, với tư cách là nhà sản xuất vật liệu đóng gói, đang tích cực hợp tác với các công ty này và đã đạt được những kết quả khả quan.

Một ứng dụng khác của chất độn thông thường trong các thiết bị tách khí là trong các tháp argon thô. Tháp argon thô trước đây là tháp sàng tấm, không thể thu được argon tinh khiết với hàm lượng oxy nhỏ hơn 2 × 10-6. Bằng cách chuyển sang tháp có chất độn, các quy trình xử lý sau đó được sử dụng trong sản xuất sản phẩm argon tinh khiết trước đây có thể được loại bỏ.