Bei der chemischen Verarbeitung ist ein gepacktes Bett ein hohles Rohr, ein Rohr oder ein anderes Gefäß, das mit einem Verpackungsmaterial gefüllt ist. Die Verpackung kann nach dem Zufallsprinzip mit kleinen Objekten wie Raschig Ringe , Pall Ringe , Intalox Saddles IMTP oder auch eine speziell gestaltete strukturierte Verpackung in Metall, Keramik und Kunststoff gefüllt werden. Verpackte Betten können auch Katalysatorteilchen oder Adsorbentien wie Zeolith-Molekularsieb , aktiviertes Aluminiumoxid , Keramikkugeln , körnige Aktivkohle usw. enthalten.
Der Zweck eines gepackten Betts ist typischerweise, den Kontakt zwischen zwei Phasen in einem chemischen oder ähnlichen Verfahren zu verbessern. Verpackte Betten können in einem chemischen Reaktor, einem Destillationsverfahren oder einem Wäscher verwendet werden, aber gepackte Betten wurden auch verwendet, um Wärme in chemischen Anlagen zu speichern. In diesem Fall können heiße Gase durch ein Gefäß entweichen, das mit einem feuerfesten Material mit Kugeln und Ziegelsteinen verpackt ist. Bis die Verpackung heiß ist. Luft oder anderes kühles Gas wird dann durch das Heißbett zur Anlage zurückgeführt, wodurch die Luft- oder Gaszufuhr vorgewärmt wird.
Gepackte Säule
In der Industrie ist eine gepackte Säule eine Art von gepacktem Bett, das verwendet wird, um Trennverfahren, wie Absorption, Strippen und Destillation durchzuführen. Eine gepackte Säule ist ein Druckbehälter, der einen verpackten Abschnitt hat.
Säulen, die in bestimmten Chromatographiearten verwendet werden, die aus einem mit Verpackungsmaterial gefüllten Rohr bestehen, können auch als gepackte Säulen bezeichnet werden, und ihre Struktur hat Ähnlichkeiten zu den verpackten Betten.
Säulenstruktur: zufällige und gestapelte gepackte Säulen
Die Säule kann mit einer zufälligen gedumpten Verpackung (Erstellen einer zufälligen gepackten Säule ) oder mit strukturierten Verpackungsabschnitten gefüllt werden, die angeordnet oder gestapelt sind (Erstellen einer gestapelten gepackten Säule ). In der Säule neigen Flüssigkeiten dazu, die Oberfläche der Packung zu benetzen, und die Dämpfe passieren über diese benetzte Oberfläche, wo eine Massenübertragung stattfindet. Verpackungsmaterial kann anstelle von Schalen verwendet werden, um die Trennung in Destillationskolonnen zu verbessern. Die Packung bietet den Vorteil eines geringeren Druckabfalls über die Säule (im Vergleich zu Platten oder Schalen), was beim Betrieb unter Vakuum vorteilhaft ist. Unterschiedlich geformte Verpackungsmaterialien haben unterschiedliche Oberflächen und Leerraum zwischen der Verpackung. Beide Faktoren beeinflussen die Packungsleistung.
Flüssigkeits- und Dampfverteilung (Dampf-zu-Flüssigkeit-Verhältnis)
Ein weiterer Leistungsfaktor ist neben der Verpackungsform und der Oberfläche die Flüssigkeits- und Dampfverteilung, die in das gepackte Bett gelangt. Die Anzahl der theoretischen Stufen, die erforderlich sind, um eine gegebene Trennung herzustellen, wird unter Verwendung eines spezifischen Dampf-zu-Flüssigkeit-Verhältnisses berechnet. Wenn die Flüssigkeit und der Dampf nicht gleichmäßig über den oberflächlichen Turmbereich verteilt werden, wenn er in das gepackte Bett eintritt, ist das Verhältnis von Flüssigkeit zu Dampf nicht korrekt und die erforderliche Trennung wird nicht erreicht. Die Verpackung scheint nicht richtig zu funktionieren. Die Höhe einer theoretischen Platte (HETP) ist größer als erwartet. Das Problem ist nicht die Verpackung selbst, sondern die Fehlverteilung der Flüssigkeiten, die in das gepackte Bett gelangen. Diese Säulen können Flüssigkeitsverteiler und Umverteiler enthalten, die dazu beitragen, die Flüssigkeit gleichmäßig über einen Abschnitt der Verpackung zu verteilen, wodurch die Effizienz des Stofftransfers erhöht wird. Die Konstruktion der Flüssigkeitsverteiler, die verwendet werden, um das Futter und den Rücklauf in ein gepacktes Bett einzuführen, ist entscheidend für die Herstellung die verpackung mit maximaler effizienz
Gepackte Säulendampf-Gleichgewichtskurve
Die verpackten Säulen haben im Gegensatz zur herkömmlichen Schalen-Destillation eine kontinuierliche Dampf-Gleichgewichtskurve, bei der jede Schale einen separaten Punkt des Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichts darstellt. Bei der Modellierung von gepackten Säulen ist es jedoch zweckmäßig, eine Anzahl von theoretischen Platten zu berechnen, um die Trennwirkung der gepackten Säule in Bezug auf herkömmlichere Schalen zu bezeichnen. Bei der Auslegung wird zunächst die Anzahl der notwendigen theoretischen Gleichgewichtsstufen ermittelt und dann die Packungshöhe äquivalent zu einer theoretischen Gleichgewichtsstufe, die als Höhe einer theoretischen Platte (HETP) bezeichnet wird, bestimmt. Die gesamte Packhöhe ist die Anzahl theoretischen Stufen multipliziert mit dem HETP.