Rozwój wypełnień strukturalnych sięga wczesnych lat 60-tych, kiedy to zastosowano pierwsze wypełnienia tkaninowe typu BX i CY. Przy użyciu tych wypełniaczy po raz pierwszy możliwe było wykonywanie trudnych zadań separacji i oddzielanie substancji wrażliwych na ciepło za pomocą destylacji. Kolejnym kamieniem milowym było opracowanie wypełniaczy strukturalnych, np. Mellapak, przez firmę SULZER w latach 70-tych. Pierwotnie zaprojektowane do pracy w zakresie umiarkowanej próżni aż do ciśnienia atmosferycznego, wypełniacze strukturalne otworzyły nowe i nieprzewidziane perspektywy we wszystkich obszarach przenoszenia masy termicznej na dużą skalę.
Wypełniacze laboratoryjne i do tkanin typu EX, DX/BX i CY
Standardowe wypełnienia strukturalne nie nadają się do stosowania w kolumnach laboratoryjnych o średnicy mniejszej niż 50 mm. Wypełniacze laboratoryjne są specjalnie zaprojektowane do tego celu. Ich największą zaletą jest niski spadek ciśnienia.
Zastosowanie:
- Kolumny laboratoryjne od 20 do 80 mm
- Próżnia od 1 mbar
- Jeśli wymagana jest duża liczba teoretycznych pięter (DX, EX)
- Destylacja składników podatnych na rozkład
- Wstępna ocena zadania separacji
Typ EX:
- Najwyższa liczba teoretycznych stopni przy bardzo niskim obciążeniu płynem
- Niewielkie ograniczenie
- Prawie dwukrotnie większa pojemność niż w przypadku siatki drucianej (3 x 3 mm)
Typ DX:
Wypełniacz ten ma grubszą strukturę, a tym samym mniejszą liczbę stopni teoretycznych. Nadaje się do kolumn laboratoryjnych, w których wymagana jest mniejsza liczba stopni teoretycznych oraz niski spadek ciśnienia i wysoka wydajność.
Tradycyjne wypełnienie strukturalne
Wypełnienie strukturalne jest najczęściej stosowanym wypełnieniem strukturalnym na świecie ze względu na jego wyjątkowe właściwości hydrauliczne i transportowe. Posiada udokumentowaną historię doskonałości w kolumnach o średnicy do 15 m.
Cechy:
- Spadek ciśnienia na teoretyczną podłogę 0,3 1,0 mbar
- Spadek ciśnienia przy przepełnieniu 70 80% około 2 mbar/m
- Minimalna gęstość zapylenia ok. 0,2 m3/m2h
- Maksymalna gęstość pyłu do ponad 200 m3/m2h
Opakowanie o dużej pojemności
MellapakPlus firmy SULZER jest innowacyjnym wypełnieniem strukturalnym. Zazwyczaj ma ono o 25 do 30% większą pojemność w porównaniu z konwencjonalnym wypełnieniem strukturalnym ze względu na geometryczną konstrukcję poszczególnych segmentów. Główną zaletą tej geometrycznej konstrukcji jest to, że przepływ pary płynnie zmienia kierunek. Na styku przepływ pary jest prawie równoległy do pionowej osi kolumny. Prędkość gazu jest zatem o około 25 % niższa w porównaniu do prędkości wewnątrz wypełnienia. Oba te czynniki mają dodatkowy wpływ na zmniejszenie spadku ciśnienia.
W wewnętrznej części elementu wypełniającego właściwości geometryczne MellapakPlus i Mellapak są identyczne. Skuteczność separacji jest zatem podobna - ale przy znacznym wzroście wydajności i zmniejszeniu spadku ciśnienia.
Plastikowe wypełnienia i ceramiczne wkłady
Plastikowe wersje wypełnień strukturalnych sprawdziły się w różnych typach kolumn absorpcyjnych i desorpcyjnych. Dostępne są wypełnienia wykonane z PP, PVC-C, PVDF, Teflon® PFA i PEEK.
Plastikowe wypełniacze z gazy są stosowane w przemyśle z dużym powodzeniem od wielu lat. Specjalna struktura gazy zapewnia bardzo dobrą zwilżalność, nawet w systemach na bazie wody. Wypełnienie to jest stosowane głównie w kolumnach o niskim obciążeniu cieczą.
Siatka do zabudowy
Typ Grid łączy w sobie wydajność wypełnienia strukturalnego z odpornością mechaniczną siatki. Ten typ jest stosowany tam, gdzie wytrzymałość mechaniczna wypełnień strukturalnych odgrywa rolę lub w obszarach, w których występuje koksowanie, na które struktura geometryczna czyni go niewrażliwym. Powierzchnia właściwa od 40-90 m2/m3 Grubość. 0,5-1,6 mm w wielu wersjach materiałowych.
