تعبئة الأعمدة العشوائية
التعبئة العشوائية للأعمدة هي عملية تعبئة عمود التقطير بمواد ترشيح ذات تركيب عشوائي بهدف زيادة مساحة السطح التي تتفاعل عليها المواد المتفاعلة مع تقليل تعقيد بناء هذه الأعمدة. وتُعدّ التعبئة العشوائية للأعمدة بديلاً عن التعبئة المنظمة .
أعمدة مكتظة
تُعدّ الأعمدة المعبأة التي تستخدم وسائط ترشيح للتبادل الكيميائي من أكثر الأجهزة شيوعًا في الصناعة الكيميائية لتحسين تلامس المواد المتفاعلة. تُستخدم هذه الأعمدة في العديد من الصناعات للسماح بتلامس وثيق بين سائلين غير قابلين للامتزاج أو شبه غير قابلين للامتزاج، سواء كانا سائلًا وغازًا أو سائلين. يمرّ السائلان عبر العمود بتدفق معاكس . من المهم الحفاظ على نقل كتلة فعال داخل العمود ، لذا من الضروري اختيار حشوة توفر مساحة سطح كبيرة لنقل الكتلة . [ 1 ]
تاريخ
تم استخدام التعبئة العشوائية في وقت مبكر من عام 1820. في الأصل، كانت مادة التعبئة تتكون من كرات زجاجية، ولكن في عام 1850 تم استبدالها بحجر الخفاف الأكثر مسامية وقطع من فحم الكوك .
التطبيقات


تُستخدم الأعمدة المعبأة عشوائيًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك:
الأنواع
خاتم راشيج
حلقة راشيج عبارة عن أنبوب، تم اختراعه حوالي عام 1914، [ 2 ] ويستخدم بأعداد كبيرة في أعمدة التعبئة. عادةً ما تُصنع حلقات راشيج من السيراميك أو المعادن، وتوفر مساحة سطح كبيرة داخل العمود، مما يسمح بالتفاعل بين السائل وأبخرة الغاز.
رنين أقل
حلقات ليسينغ هي نوع من الحشوات العشوائية المشابهة لحلقات راشيج، التي اخترعها الكيميائي البريطاني من أصل ألماني رودولف ليسينغ (1878-1964) من شركة موند نيكل في أوائل القرن العشرين . [ 3 ] كانت تُلفّ في الأصل من شرائح فولاذية وفقًا لبراءة اختراعه عام 1919، [ 4 ] أما الآن فهي مصنوعة من السيراميك. تتميز حلقات ليسينغ بتجاويف داخلية مقسمة تزيد من مساحة السطح وتعزز كفاءة نقل الكتلة . كما تتميز بكثافة عالية ومقاومة ممتازة للحرارة والأحماض. وتقاوم حلقات ليسينغ التآكل، وتُستخدم في أنظمة الأكسيد المتجددة وأنظمة النقل.
خاتم بال
تُعدّ حلقات بال الشكل الأكثر شيوعًا للتعبئة العشوائية. وهي تُشبه حلقات ليسينغ، وقد طُوّرت من حلقة راشيج . تتميز حلقات بال بأبعاد أسطوانية مماثلة، ولكنها تحتوي على صفوف من الفتحات التي تُحسّن الأداء بزيادة مساحة السطح . وهي مناسبة للتطبيقات ذات انخفاض الضغط المنخفض والسعة العالية. تتميز بدرجة من العشوائية وقدرة عالية نسبيًا على الاحتفاظ بالسائل، مما يُعزز الامتصاص العالي، خاصةً عندما يكون معدل التفاعل بطيئًا. يُضفي التركيب المتقاطع لحلقة بال عليها متانة ميكانيكية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في طبقات التعبئة العميقة.
خاتم بياليكي
حصل المهندس الكيميائي البولندي زبيغنيو بياليكي، من مدينة كراكوف، على براءة اختراع حلقة بياليكي عام 1974. وتُعد حلقات بياليكي نسخة مُحسّنة من حلقات راشيج. ويمكن تشكيل هذه الحلقات بالحقن من البلاستيك أو بالضغط من صفائح معدنية دون لحام. وتتراوح مساحة السطح النوعية للحشو بين 60 و440 مترًا مربعًا /متر مكعب . [ 5 ]
خاتم ديكسون
تتميز حلقات ديكسون بتصميم مشابه لحلقات ليسينغ. وهي مصنوعة من شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يمنحها انخفاضًا طفيفًا في الضغط بعد الترطيب المسبق. تتمتع حلقات ديكسون بمساحة سطح كبيرة جدًا ، مما يزيد من معدل انتقال الكتلة . تتميز حلقات ديكسون بقدرة عالية على احتجاز السائل، وانخفاض الضغط، ومساحة سطح كبيرة، ومعدل انتقال كتلة مرتفع. تُستخدم حلقات ديكسون في عمليات التقطير والتنظيف المختبرية .
مراجع
- ↑ دليل بيري للمهندسين الكيميائيين
- ↑ راشيج الولايات المتحدة الأمريكية. "التعبئة المعدنية العشوائية: ملخص موجز لتاريخ التصميم" (ملف PDF) . راشيج الولايات المتحدة الأمريكية.
- ↑ راين، أ.هـ. (1965). "نعي" . وقائع جمعية الكيمياء التحليلية . 2 (2): 26. doi : 10.1039/SA9650200026 .
- ↑ GB 139880A
- ↑ "خاتم بياليكي من الفولاذ المقاوم للصدأ" . ZPWK .
- هندسة العمليات الكيميائية
