Memahami Tata Letak Menara
Apa Itu Internal Menara?
Cara Memilih Internal Menara Berdasarkan Tekanan dan Aplikasi
Komponen internal berdampak langsung pada efisiensi menara, dan aplikasi yang berbeda memerlukan internal khusus. Gunakan panduan pemilihan internal menara ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang komponen dalam menara dan cara memilih yang terbaik untuk aplikasi spesifik.
Memahami Tata Letak Menara
Meskipun mengetahui apa yang dilakukan bagian dalam menara penting untuk memahami pengoperasian menara, hal tersebut hanya merupakan sebagian kecil dari menara. Melihat bagaimana bagian internal sesuai dengan tata letak menara secara keseluruhan dapat mempermudah pemahaman sistem.
Pertama, pengoperasian menara ini adalah untuk mencampurkan cairan dan gas. Dengan memaksimalkan luas permukaan melalui berbagai media pengepakan dan saluran distribusi, menara ini dapat meningkatkan luas permukaan cairan yang bersentuhan dengan gas. Meskipun bagian dalam memainkan peran penting dalam pemerataan cairan ke seluruh gas, metode penambahan cairan ke atas memainkan peran yang sama pentingnya dalam proses seperti halnya pilihan pengepakan internal.
Di dalam menara, pengepakan atau baki, penyangga, dan distributor memastikan aliran cairan dan gas merata. Melalui perpindahan massa antara cairan dan gas, menara dapat melakukan tugas penyerapan atau distilasi. Berbagai industri menggunakan struktur ini, seperti pengolahan air, pengolahan air limbah, pengolahan kimia, dan pembersihan polusi dari keluaran gas dari pabrik.
Tata letak umum menara mencakup saluran masuk di bagian atas untuk cairan dan saluran masuk di bagian bawah untuk gas. Gas bergerak naik melalui distributor dan bahan pengemas bercampur dengan cairan. Cairan tersebut disemprotkan dari distributor di bagian atas bahan pengemas. Penopang menahan setiap lapisan media pengemas. Sebuah redistributor cairan di tengah mencegah cairan apa pun terkumpul di sepanjang dinding menara.
Distribusi massa ini menjamin efisiensi menara. Cairan yang telah diolah mengalir keluar dari bagian bawah menara, dan gas yang telah mengambil senyawa organik yang mudah menguap (VOC) dari air keluar dari bagian atas.
Beberapa faktor mempengaruhi desain menara, seperti:
Jenis, kedalaman dan ukuran media pengepakan
Tingkat pembebanan permukaan
Perbandingan volume udara dan air
Menara itu sendiri harus memiliki konstruksi yang tidak bereaksi dengan material di dalamnya. Oleh karena itu, material yang umum termasuk plastik dengan penguat kaca, baja dengan lapisan karet atau polietilen. Menara memiliki bentuk silinder untuk memungkinkan pemerataan cairan dari atas.
Apa Itu Internal Menara?
Masing-masing bagian dalam menara berfungsi untuk membantu mendistribusikan cairan dan gas secara merata untuk memungkinkan perpindahan massa maksimum. Setiap komponen memainkan peran penting dan harus sesuai dengan kebutuhan tekanan, cairan, dan gas yang bekerja dengannya. Bagian yang salah dapat menyebabkan masalah menara, seperti busa dan pengotoran. Berikut ini adalah internal menara umum yang diperlukan untuk pengoperasian yang efisien:
1. Distributor Cairan
Distributor cairan kritis harus menyebarkan kabut cairan secara merata ke media pengemas. Penyumbatan, tekanan yang tidak merata, dan masalah lain yang menghalangi penyebaran cairan secara luas akan berdampak pada efisiensi seluruh menara. Distributor cairan hadir dalam dua bentuk utama yang dioperasikan oleh gravitasi atau tekanan. Gaya di belakang cairan menunjukkan kategori mana yang termasuk dalam distributor.
Jenis distributor gravitasi meliputi bak, tabung tetes, dan panci. Untuk menggunakan trough distributor, pertama-tama tuangkan cairan ke dalam kotak perpisahan. Dari kotak ini, cairan akan mengalir secara merata ke dalam bak dan keluar dari bagian bawah distributor. Model ini bekerja dengan baik pada aplikasi bervolume tinggi atau aplikasi yang memerlukan pencegahan pengotoran.
Tabung tetes dan panci keduanya merupakan jenis distributor gravitasi yang berkerabat dekat. Keduanya memiliki desain yang memungkinkan gas bergerak naik melalui distributor melalui bukaan berundak dengan ketinggian yang bervariasi. Lubang atau tabung tetes memungkinkan cairan melewatinya. Untuk aplikasi pengotoran, desain tabung tetes bekerja lebih baik daripada distributor panci.
Distributor cairan bertekanan lebih hemat biaya daripada model gravitasi dan menggunakan tekanan untuk memaksa cairan melewati bukaan. Ini memungkinkan lebih banyak uap mengalir ke distributor. Namun, model ini mungkin lebih menimbulkan korosi dibandingkan model gravitasi.
Distributor cairan bertekanan meliputi tipe tangga dan nosel semprot. Distributor tipe tangga dilengkapi dengan pipa bercabang yang disusun pada sudut 90-derajat dari sumbernya. Bukaan pada cabang memungkinkan cairan mengalir keluar. Meskipun pipa jenis tangga menampung cairan dalam volume besar atau sedang, bukaannya dapat tersumbat jika terjadi sistem pengotoran atau ketika ada zat padat yang terlarut di dalamnya. Distributor nosel semprot paling baik mengirimkan cairan dalam volume yang lebih kecil melalui lapisan pendek untuk perpindahan panas atau kilang. Distributor ini tidak bekerja dengan baik untuk penggunaan distilasi.
2. Jaringan Pendukung
Jaringan pendukung dapat menangani bahan pengepakan acak atau terstruktur. Jaringan ini harus menahan komponen pengepakan tanpa membiarkannya jatuh dan memungkinkan aliran gas dan cairan yang cukup melaluinya. Saat menggunakan kisi-kisi penyangga dengan pengepakan acak, kisi-kisi tersebut memerlukan palang untuk dipasang pada cincin penyangga.
Jaringan pendukung yang dibuat dengan baik akan memastikan area terbuka yang maksimal, memberikan dukungan yang memadai untuk tempat pengepakan dengan ketinggian berapa pun dan memastikan kinerja menara yang tinggi. Jaringan pendukung memiliki beragam bahan untuk konstruksi, termasuk plastik yang diperkuat fiberglass (FRP), logam atau plastik.
Dalam aplikasi dengan aliran gas rendah atau sedang, jaringan pendukung pengepakan juga dapat berfungsi ganda sebagai jaringan penahan.
3. Kotak Penahan
Kisi penahan, juga dikenal sebagai pembatas tempat tidur, diletakkan di atas bahan pengemas agar tetap rata dan pada tempatnya. Untuk pengepakan terstruktur, pergerakan menara atau banjir dapat menggeser pengepakan. Namun, pembatas lapisan di atas kemasan mencegah material bergerak.
Untuk pengepakan acak, grid penahan melakukan tugas yang lebih penting lagi yaitu mencegah fluidisasi bagian atas lapisan jika terjadi banjir di menara. Jaringan penahan memastikan kontrol yang lebih besar terhadap sistem, bahkan jika terjadi banjir. Jaringan ini mendistribusikan tekanan secara lebih merata ke seluruh lapisan, mengurangi dampak banjir acak atau insiden lainnya.
Kisi-kisi ini akan diletakkan di atas bahan pengepakan atau dipasang di dinding menara.
4. Distributor Ulang Cair
Tidak semua menara memerlukan penggunaan redistributor cair. Namun, untuk aplikasi yang memiliki banyak umpan cairan, memerlukan penarikan cairan atau memerlukan pencampuran zat yang tidak serupa dengan lebih baik, redistribusi cairan akan membantu. Perangkat ini berada di bawah tempat tidur dan mengumpulkan cairan dan mendistribusikannya kembali secara merata ke bagian bawah menara. Jenis utamanya adalah pengumpul cairan untuk pendistribusian ulang cairan penarikan dan lubang.
Pengumpul untuk penarikan mencakup penambah uap dan pipa yang dapat mengalirkan cairan ke wadah penampungan. Distributor cairan lubang menangkap cairan dari lapisan atas, mencampurnya dan mendistribusikannya kembali dalam pola yang seragam melalui lubang ke bagian bawah menara. Untuk distribusi cairan yang optimal ke seluruh menara dan pencampuran cairan yang berbeda, redistributor cairan harus berpasangan dengan distributor. Pasangan ini meningkatkan keseragaman penyebaran cairan dan efisiensi menara.
5. Penyalur Gas
Sparger distributor gas mengirimkan uap seragam ke menara. Untuk memaksimalkan ketinggian menara, pasang salah satunya di bagian bawah menara. Pilihan lain untuk menara dengan banyak tempat tidur adalah memasang sparger di antara tempat tidur. Oleh karena itu, uap segar bercampur lebih baik dengan cairan dan uap dari dasar menara.
Ukuran sparger distributor gas tergantung pada tekanan udara, aliran gas, suhu, kekuatan kompresor dan kecepatan keluar uap.
Cara Memilih Internal Menara Berdasarkan Tekanan dan Aplikasi
Bagian dalam menara sangat bergantung pada tekanan sistem dan jenis media pengepakan. Namun, faktor-faktor ini hanyalah sebagian dari sekian banyak pertimbangan ketika membeli internal menara. Laju aliran uap dan cairan juga berperan dalam pemilihan internal.
Jenis Tekanan Internal Menara
Variasi tekanan di menara bisa tinggi, rendah, atau turun secara signifikan. Perangkat internal di dalam menara harus memenuhi kebutuhan tekanan aliran uap atau cairan untuk menghindari hambatan kinerja:
Tekanan rendah:Penerapan cairan bertekanan rendah melalui nosel semprot dapat beroperasi lebih baik dengan baki, karena ini adalah salah satu dari dua kegunaan utama baki. Pengemasan terstruktur bekerja paling baik ketika tekanan sistem di bawah 2 atmosfer (atm) dan pada laju cairan rendah.
Tekanan tinggi:Dalam aplikasi distilasi bertekanan tinggi, sebaiknya gunakan media yang berfungsi lebih baik dengan aliran cairan lebih tinggi, seperti baki atau kemasan acak. Tekanan yang terlalu tinggi dapat merusak beberapa kemasan acak. Berkonsultasi dengan insinyur desain menggunakan parameter spesifik sistem tekanan tinggi dapat membantu dalam menemukan bahan pengemas yang ideal.
Vakum atau penurunan tekanan:Dalam aplikasi yang memerlukan meminimalkan penurunan tekanan, gunakan pengemasan terstruktur untuk mengurangi efeknya. Jika pengepakan terstruktur tidak mencukupi, gunakan pengepakan acak, yang memiliki penurunan tekanan lebih rendah dibandingkan baki.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pemilihan Internal Menara
Jenis media yang digunakan untuk pengepakan di dalam menara juga penting. Kandungan cairan yang melewati media dan ketinggian lapisan akan menjadi faktor dalam pemilihan akhir:
Padatan dalam cairan:Untuk situasi apa pun yang melibatkan padatan melewati menara dalam cairan yang diolah, distributor cairan orifice pan dan distributor bak adalah pilihan yang ideal. Mereka membiarkan benda padat mengendap dan membiarkan cairan melewatinya.
Aliran gas atau cairan berat:Distributor palung ideal untuk aplikasi yang memerlukan perpindahan massa dengan aliran gas atau cairan yang berat. Berkat desain takik yang meruncing, karakteristik turndown menjadi bagus.
Pengolahan air limbah:Untuk pengolahan air limbah, bahan kemasan yang meningkatkan pertumbuhan bakteri menguntungkan akan meningkatkan pengolahan air limbah. Misalnya, kemasan acak MACH Engineering Bio-Media memiliki desain dan bahan yang mendorong protozoa dan jamur yang akan menguraikan bahan organik dalam air limbah. Kemasan MACH Cascade Bio-Media memiliki bentuk yang memungkinkan zat padat melewatinya, sehingga mengurangi pengotoran.
Bahan korosif:Asam dan bahan korosif lainnya dalam cairan atau uap memerlukan bahan tahan yang tidak terurai. Bahan keramik bersifat inert dan tahan terhadap kerusakan akibat asam. Namun, beberapa logam, seperti baja tahan karat, mungkin cukup untuk pengoperasian dengan kadar garam, basa, atau asam yang tinggi.
Ketinggian tempat tidur:Untuk menara padat yang memerlukan ketinggian alas yang lebih rendah untuk mencapai hasil yang sama, distributor orifice pan dengan tabung tetesan dapat memberikan rasio turndown yang lebih tinggi tanpa menambah tinggi riser.
Berbagai feed dan produk:Redistribusi cairan dapat mengakomodasi menara yang harus menangani pencampuran cairan yang berbeda atau beberapa umpan. Untuk pencampuran silang cairan, distribusi bahan yang tidak tepat akan meningkat pesat bila tidak menggunakan redistributor cairan.
