בתעשיות התהליך הכימי (CPI), רוב ההפרדות נעשות באמצעות עמודות זיקוק.וכאשר שאר התהליך מסתמך על העמודות הללו, חוסר יעילות, צווארי בקבוק והשבתות הם בעייתיים.במאמץ לשמור על תהליכי הזיקוק - ושאר המפעל - לזרום, חלקים הפנימיים של העמודים עוברים התאמה ועיבוד מחדש כדי לעזור לייעל את היעילות והאמינות של העמודות.

"בין אם מדובר בזיקוק, עיבוד כימי או ייצור פלסטיק, רוב ההפרדה בין כימיקלים אורגניים נעשית בזיקוק.יחד עם זאת, יש לחץ מתמיד על מעבדים כימיים להפוך את התהליכים שלהם לחסכוניים יותר", אומר איזק Nieuwoudt, קצין טכני ראשי ב-Koch-Glitsch (Wichita, Kan.; www.koch-glitsch.com)."מכיוון שעמודי זיקוק הם צרכן אנרגיה עצום ומכיוון שאנשים לא רוצים לבזבז זמן רב בתיקון ציוד, הגברת היעילות והאמינות של העמודים נמצאת בחזית כרגע."

לעתים קרובות לאחר שתהליך מופעל, מעבדים מגלים שצריכת האנרגיה גבוהה בהרבה ממה שהם ציפו, אומר אנטוניו גרסיה, מנהל פיתוח עסקי בהעברה המוני עם AMACS Process Tower Internals (Arlington, טקסס; www.amacs.com)."כדי להשיג יעילות אנרגיה טובה יותר, עליהם לבחון את האפשרויות שלהם לשפר את ביצועי העברת ההמונים", הוא אומר."בנוסף, מעבדים מחפשים לעתים קרובות דרכים לבטל את הצווארון הבקבוקים בתהליך על מנת להשיג דרישות הפרדה וקיבולת טובות יותר, ועיבוי הוא גורם שכיח לצווארי בקבוק, ולכן מציאת טכנולוגיות המסייעות בבעיות אלו חשובה גם היא."

צווארי בקבוק וזמני השבתה הנגרמים כתוצאה מבעיות מכניות, כגון רעידות או מנגנונים בתוך העמודים המתפרקים, עלולים להיות יקרים מאוד."זה מאוד יקר בכל פעם שאתה צריך לסגור עמודת זיקוק, מכיוון שלעתים קרובות זה גורם לכיבוי של יחידות במעלה הזרם ומורד הזרם", אומר Nieuwoudt."וההשבתות הבלתי מתוכננות הללו גורמות להפסדים גדולים מדי יום."

מסיבה זו, יצרני עמודים פנימיים מפתחים מוצרים המיועדים לסייע למעבדים בהגברת יעילות ואמינות האנרגיה.

החלפת מגשים ואריזות קונבנציונליות בפתרונות חדשים ומתקדמים יותר נחוצה לעתים קרובות עבור מעבד המחפש יעילות, קיבולת ואמינות גבוהות יותר, ולכן היצרנים מחפשים כל הזמן לשפר את ההיצע שלהם.

לדוגמה, Raschig GmbH (Ludwigshafen, גרמניה; www.raschig.com) הוציאה לאחרונה את Raschig Super-Ring Plus, אריזה אקראית חדשה, בעלת ביצועים גבוהים, העולה על הביצועים של טבעת Raschig הקודמת."המבנה האופטימלי של Raschig Super-Ring Plus מאפשר הגדלת קיבולת נוספת ביעילות מתמדת", אומר מיכל שולטס, מנהל טכני בחברת Raschig."המוצר הוא תוצאה של פיתוח עיצוב המבוסס על שנים רבות של מחקר.המטרה הייתה להישאר עם כל היתרונות של הסופר-רינג, אבל לשפר את הקיבולת ולהפחית את ירידת הלחץ".

המוצר המתקבל ממזער את ירידת הלחץ על ידי סידור רצועות סינוסואידיות שטוחות למבנה פתוח קיצוני, ממקסם את הקיבולת על ידי העדפת זרימת הסרט על סידורי רצועות סינוסואידיות רציפות, מגביר את היעילות על ידי מזעור היווצרות טיפות בתוך האריזה ומפחית את נטיית ההתעכלויות על ידי הפחתת התפתחות טיפות והצעת נמוכה ירידה בלחץ.רגישות לחיפוי מופחתת גם על ידי יצירת סרטים נוזליים רציפים, הרטבת אלמנט האריזה כולו.

כמו כן, AMACS ערכה מחקר כדי לשפר את המוצר SuperBlend שלה."מחקרים הראו שעל ידי החלפת האריזה האקראית הקיימת ב-SuperBlend 2-PAC שלנו, ניתן להגדיל את יעילות המגדל ב-20% או את הקיבולת ב-15%", אומר Moize Turkey, מנהל, הנדסת יישומים, עם AMACS.טכנולוגיית SuperBlend 2-PAC היא תערובת של גדלי אריזה בעלי ביצועים גבוהים הממוקמים במיטת יחיד."אנחנו מערבבים שני גדלים של הגיאומטריה האקראית הטובה ביותר של המתכת, ובשילוב, התערובת המוגנת בפטנט משיגה את יתרונות היעילות של גודל האריזה הקטן יותר, תוך שמירה על הקיבולת וירידה בלחץ של גודל האריזה הגדול יותר", הוא אומר.המיטה המשולבת מומלצת לספיגה והפשטה, זיקוק כימי עדין, מפרקציוני בתי זיקוק והזדמנויות לתיקון מחדש בכל מגדל העברת מסה או חום מוגבל על ידי אריזה אקראית קונבנציונלית או דור שלישי.

שיפורים לחלקים הפנימיים מפותחים גם כדי לסייע בבעיות כמו התקלות ותנאים קשים.

"אמינות חשובה ביותר לשיקולי היום-יום.לא משנה כמה ביצועים טובים של מכשיר, אם הוא לא יכול לעמוד בתנאי ההסתה בתהליך, הוא לא יצליח", אומר מארק פילינג, מנהל טכנולוגיית ארה"ב עם Sulzer (Winterthur, שוויץ; www.sulzer. com)."סולצר השקיעה כמות עצומה של זמן בחמש השנים האחרונות בפיתוח קו שלם של ציוד עמיד בפני התקלות."במגשים, החברה מציעה מגשים VG AF ומגשי נגד עכירות, ולאחרונה השיקה שסתומי UFM AF, שהם גם ביצועים גבוהים עבור קיבולת ויעילות, וגם עמידים במיוחד בפני עכירות.בתחום האריזות השיקה החברה אריזות לרשת נגד עכירות Mellagrid AF, המתאימות ליישומי אריזה בולטים במיוחד, כגון קטעי שטיפת מגדל ואקום.

פילינג מוסיף כי בנושאי קצף, סולצר עבדה על גישה דו-כיוונית."בעוד שאנחנו מפתחים ציוד ועיצובים לטיפול ביישומי הקצף, אנחנו גם עובדים עם הלקוחות שלנו כדי לקבוע יישומים פוטנציאליים להקצפה", הוא אומר."ברגע שאתה יודע שיש קצף, אתה יכול לעצב עבורו.המקרים שבהם לקוח יחווה קצף ואינו יודע על כך נוטים ליצור בעיות.אנחנו רואים כל מיני קצף, כמו קצף מרנגוני, רוס וקצף חלקיקים ועובדים עם לקוחות כדי לזהות מצבים כאלה".

וגם, עבור יישומים שבהם עכירות וקוקינג עלולים להיות חמורים מאוד, Koch-Glitsch פיתחה אריזת רשתות בשירות חמור של Proflux, אומר Nieuwoudt (איור 1).אריזת הרשת החדשה, בעלת הביצועים הגבוהים, משלבת את היעילות של אריזה מובנית עם החוסן וההתנגדות לעיכול של אריזת רשת.זהו מכלול של יריעות גליות יציבות מרותכות למוטות כבדים.השילוב של מכלול מוט מרותך ויריעות גליות בעובי חומר מוגבר מספק עיצוב חזק העמיד בפני נזקים מהתהפכות מגדלים או שחיקה.הרווחים בין הסדינים מספקים עמידות עכבה משופרת."האריזה הותקנה כמעט 100 פעמים כעת בשירותי זיהום חמורים מאוד והיא באמת מצליחה בהשוואה למוצרים שהיא מחליפה.ככל שהאורך חיים ארוך יותר וירידה בלחץ נמוכה יותר הוא מספק תוצאות בעלויות תפעול נמוכות יותר עבור הלקוח", אומר Nieuwoudt.

איור 1. אריזת רשת בשירותים חמורים של Proflux היא אריזת רשת בעלת ביצועים גבוהים המשלבת את היעילות של אריזה מובנית עם החוסן וההתנגדות לעיכול של אריזת הרשת Koch-Glitsch

כשמדובר בזיקוק, יש גם אתגרים ספציפיים לתהליך שיש לטפל בהם באמצעים מיוחדים.

"יש שוק לפתרונות תפורים המותאמים לתהליך הספציפי ולצורכי הלקוח", אומר כריסטיאן גייפל, מנהל מנכ"ל, עם RVT Process Equipment (Steinwiesen, גרמניה; www.rvtpe.com)."זה תקף במיוחד עבור חידושים של מפעלים קיימים, ששונו כדי לענות על דרישות חדשות.האתגרים שונים וכוללים יעדים כגון אורכי ריצה ארוכים וצפויים יותר עבור יישומי עיבוי, קיבולת גבוהה יותר וירידה בלחץ נמוכה יותר או טווחי פעולה רחבים יותר לגמישות רבה יותר".

כדי לתת מענה לצרכים ספציפיים, RVT פיתחה אריזה מובנית בעלת קיבולת גבוהה, ה-SP-Line (איור 2)."בשל גיאומטריית ערוץ שונה, נפילת לחץ נמוכה יותר וקיבולת גבוהה יותר מושגות."יתר על כן, עבור עומסי נוזלים נמוכים מאוד, עוד אתגר ספציפי ליישום, ניתן לשלב את האריזות הללו עם סוגים חדשים של מפיצי נוזלים."פותח מפיץ חרירי ריסוס משופר המשלב פיות ריסוס עם לוחות התזה ומשמש בהצלחה ביישומים כמו עמודי ואקום של בתי זיקוק", אומר גייפל."זה מפחית את הסחף ולפיכך עיקול בחלקי האריזה שמעל למפיץ מבלי להקריב את איכות ההפצה הנוזלית לקטע האריזה שמתחת."

איור 2. אריזה מובנית חדשה בעלת קיבולת גבוהה, ה-SP-Line מבית RVT, מציעה גיאומטריית ערוץ שונה, ירידת לחץ נמוכה יותר וקיבולת גבוהה יותר של ציוד תהליכי RVT

מפיץ נוזלים חדש נוסף מבית RVT (איור 3) הוא מפיץ מסוג שוקת עם לוחות התזה המשלב קצבי נוזלים נמוכים עם טווח פעולה גבוה יותר ועיצוב חזק ועמיד בפני התזה.

איור 3. לעומסי נוזלים נמוכים מאוד, עוד אתגר ספציפי ליישום, ניתן לשלב אריזות עם סוגים חדשים של מפיצי נוזלים RVT Process Equipment

באופן דומה, GTC Technology US, LLC (יוסטון; www.gtctech.com) מפתחת מוצרים חדשים כדי לסייע למעבדים בשיפור הביצועים של עמודות זיקוק בהתבסס על הצרכים הספציפיים שלהם.אחד הפיתוחים האחרונים כולל מגשים בעלי ביצועים גבוהים של GT-OPTIM, אומר בראד פלמינג, המנהל הכללי של חטיבת טכנולוגיית ציוד התהליכים של GTC.מאות מתקנים תעשייתיים בתוספת בדיקות ב-Fractionation Research Inc. (FRI; Stillwater, Okla.; www.fri.org) הוכיחו שהמגש בעל הביצועים הגבוהים משיג יעילות ושיפור קיבולת משמעותי בהשוואה למגשים קונבנציונליים.מגשי הזרימה הצולבת מותאמים אישית לצרכי משתמש הקצה כדי להשיג יעילות גבוהה באמצעות שילוב של התקנים פטנטים וקנייניים המרכיבים כל עיצוב מגש."אנחנו יכולים לספק אוסף של טכנולוגיות ותכונות שניתן להשתמש בהן כדי להתמודד עם יעדים ספציפיים", מציין פלמינג."המטרה של מעבד אחד עשויה להיות להגביר את היעילות, בעוד שאחר רוצה להגדיל את הקיבולת ועוד אחד רוצה למזער את ירידת הלחץ, לצמצם את ההתקלה או להאריך את זמן הריצה.יש לנו כלי נשק רבים ושונים בארסנל עיצוב הציוד שלנו, כך שאנו מסוגלים להתמקד ביעד הממוקד של הלקוח לשיפור התהליך הספציפי שלו."

בינתיים, AMACS התייחסה לאתגר זיקוק נפוץ נוסף שעימו מתמודדים בתי זיקוק נפט, מפעלים פטרוכימיים, מפעלי גז ומתקנים דומים.לעתים קרובות, תוף נוקאאוט אנכי או מפריד עם ציוד לחיסול ערפל מותקן לא מצליח להסיר נוזל חופשי מזרם גז תהליך."במקום לנסות לטפל או לתקן את הסימפטומים, אנו מחפשים את הגורם השורשי, שבדרך כלל כרוך בציוד לחיסול הערפל בתוף הנוקאאוט", אומר גרסיה מ-AMACS.כדי לטפל בבעיה, החברה פיתחה את ה-Maxswirl Cyclone, מכשיר לסילוק ערפל בעל קיבולת גבוהה ויעילות גבוהה המשתמש בכוחות צנטריפוגליים כדי לספק ביצועי הפרדה חדישים.

צינורות ה-Maxswirl Cyclone מורכבים מאלמנט סחרור קבוע, אשר מפעיל כוח צנטריפוגלי על אדים עמוסי ערפל כדי להפריד בין הנוזל הנאגר מזרימת הגז.בציקלון זרימה צירית זה, הכוח הצנטריפוגלי שנוצר דוחף את טיפות הנוזל החוצה, שם הן יוצרות סרט נוזלי על הקיר הפנימי של הציקלון.הנוזל עובר דרך חריצים בדופן הצינור ונאסף בתחתית תיבת הציקלון ומנקז על ידי כוח הכבידה.הגז היבש מתרכז במרכז צינור הציקלון ויוצא דרך הציקלון.

בינתיים, DeDietrich (Mainz, גרמניה; www.dedietrich.com) מתמקדת במתן עמודים וחלקים פנימיים לתהליכים קורוזיביים במיוחד בטמפרטורות של עד 390°F, אומר אדגר סטפין, ראש מחלקת השיווק של DeDietrich."עמודות עד DN1000 עשויות מזכוכית QVF בורוסיליקט 3.3 או פלדה מצופה זכוכית DeDietrich.עמודים גדולים יותר עד DN2400 עשויים מפלדה מצופה זכוכית DeDietrich בלבד.החומרים העמידים בפני קורוזיה עשויים מזכוכית בורוסיליקט 3.3, SiC, PTFE או טנטלום" (איור 4).

איור 4. DeDietrich מתמקד בעמודים ובפנים לתהליכים קורוזיביים במיוחד בטמפרטורות של עד 390°F.עמודות עד DN1000 עשויות מזכוכית QVF בורוסיליקט 3.3 או פלדה מצופה זכוכית DeDietrich.עמודים גדולים יותר עד DN2400 עשויים מפלדה מצופה זכוכית DeDietrich בלבד.החומרים העמידים בפני קורוזיה עשויים מזכוכית בורוסיליקט 3.3, SiC, PTFE או טנטלום DeDietrich

הוא מוסיף שרוב התהליכים בטמפרטורות גבוהות מעל 300°F דורשים הימנעות מ-PTFE.ל-SiC התנגדות לטמפרטורה גבוהה יותר ומאפשר תכנון של מפיצים וקולטים גדולים יותר, שפחות רגישים להזנות המכילות מוצקים או כאלה הנוטים להקצף, לנקות גז או להבהב.

אריזה מובנית Durapack של החברה בזכוכית בורוסיליקט 3.3 מתאימה לעמודי פלדה עמידים בפני קורוזיה 3.3 או זכוכית, שכן היא בעלת עמידות בפני קורוזיה זהה לעמוד הזכוכית ושומרת על יציבותה התרמית בטמפרטורות גבוהות יותר בהשוואה לפולימרים.זכוכית בורוסיליקט 3.3 אינה נקבוביה, מה שחותך באופן משמעותי את השחיקה והקורוזיה בהשוואה לאריזה קרמית מקבילה.

וכן, מגדלים בעלי חתך צד, אך אינם יעילים מבחינה תרמית, אומר פלמינג מ-GTC, עשויים להיות מועמדים טובים לטכנולוגיית עמודי קיר מפריד."לעמודות זיקוק רבות יש תוצר עליון ותחתון, כמו גם תוצר ציור בצד, אבל עם זה מגיעה הרבה חוסר יעילות תרמית.טכנולוגיית עמודי קיר מפריד - שבה אתה משפץ את העמוד המסורתי - היא אחת הדרכים להגדיל את הקיבולת תוך הפחתת צריכת האנרגיה או הפחתת זיהום התפוקה של המוצרים", הוא אומר (איור 5).

איור 5. מגדלים בעלי חתך צד, אך אינם יעילים מבחינה תרמית, עשויים להיות מועמדים טובים לטכנולוגיית עמודי קיר מפריד GTC Technologies

עמוד הקיר המפריד מפריד הזנה מרובה רכיבים לשלושה או יותר זרמים מטוהרים בתוך מגדל בודד, ומבטל את הצורך בעמודה שנייה.העיצוב משתמש בקיר אנכי כדי לחלק את אמצע העמוד לשני חלקים.ההזנה נשלחת לצד אחד של העמודה, הנקראת סעיף הפרה-פרקציה.שם, הרכיבים הקלים נעים במעלה העמוד, שם הם מטוהרים, בעוד הרכיבים הכבדים נעים במורד העמוד.זרימת הנוזל מלמעלה העמוד וזרימת האדים מלמטה מנותבים לצדדים המתאימים של הקיר המפריד.

מהצד הנגדי של הקיר, תוצר הצד מוסר מהאזור שבו מרוכזים ביותר הרכיבים הרותחים האמצעיים.סידור זה מסוגל לייצר מוצר אמצעי טהור בהרבה מעמודת ציור צדדית רגילה באותה חובה, ובקצב זרימה גבוה יותר.

"ההמרה לעמוד חומה מפריד נחקרת כאשר אתה בוחן לבצע שיפורים משמעותיים שלא היית יכול לעשות אחרת במגבלות של מגדל מסורתי, אבל אם אתה יכול להמיר לטכנולוגיית קיר מפריד, תראה ירידה משמעותית בצריכת אנרגיה", הוא אומר."באופן כללי, יש ירידה של 25 עד 30% בצריכת האנרגיה הכוללת עבור תפוקה נתונה, שיפור דרמטי בתפוקה וטוהר המוצרים ולעיתים קרובות גם עלייה בתפוקה."

הוא מוסיף כי ישנה גם הזדמנות להשתמש בעמוד קיר מפריד כדי להחליף רצף מסורתי של שני מגדלים."אתה יכול להשתמש בעמודי קיר מפריד כדי לבצע את אותה פעולה ולייצר את אותם מוצרים, אבל אתה עושה את זה במגדל פיזי אחד בהשוואה לתוכנית של שני מגדלים.בתחום הבסיסי, ניתן להשיג הפחתה משמעותית בהוצאות ההון באמצעות טכנולוגיית עמודי קיר מפריד".

פרסום זה מכיל טקסט, גרפיקה, תמונות ותוכן אחר (להלן "תוכן"), אשר מיועדים למטרות מידע בלבד.מאמרים מסוימים מכילים המלצות אישיות של המחבר בלבד.ההסתמכות על כל מידע המסופק בפרסום זה היא על אחריותך בלבד.© 2019 Access Intelligence, LLC – כל הזכויות שמורות.