Кольца Диксона
Кольца Диксона представляют собой форму случайной насадки, используемой в химической обработке. Они состоят из сетки из нержавеющей стали, сформированной в кольцо с центральным разделителем, и предназначены для случайной упаковки в насадочную колонну . Кольца Диксона обеспечивают большую площадь поверхности и низкий перепад давления , сохраняя при этом высокую скорость массообмена , что делает их полезными для дистилляции и многих других применений.
Фон
[ редактировать ]Упакованные столбцы
[ редактировать ]Насадочные колонны используются в ряде отраслей промышленности для обеспечения тесного контакта двух несмешивающихся жидкостей, которые могут быть жидкость/жидкость или жидкость/газ. Жидкости пропускаются противотоком через колонну.
Случайная упаковка столбцов
[ редактировать ]Случайная упаковка колонок используется для характеристики максимальной объемной доли твердого объекта, полученной при его случайной упаковке. Этот метод упаковки использовался с начала 1820-х годов; Используемые типы упаковки изначально были изготовлены из стеклянных сфер. Однако в 1850 году их заменили более пористой пемзой и кусочками кокса .
В начале 20-го века Фридрих Рашиг осознал важность высокой доли пустот и участия внутренней поверхности наполнителя в массопереносе. Он разработал кольцо Рашига , которое оказалось более эффективным, чем предыдущие формы случайной упаковки, и стало очень популярным. Кольца Рашига обычно изготавливаются из керамики или металла и обеспечивают большую площадь поверхности внутри колонны для взаимодействия между жидкостью и парами газа.
Развитие кольца Диксона
[ редактировать ]В 1943 году доктор Олаф Джордж Диксон из ICI подал заявку на патент на новый продукт для колонной дистилляции . [1] Он использовал сетку из нержавеющей стали вместо листовой стали в кольце Лессинга , чтобы улучшить перепад давления в насадочной колонне (на самом деле в публикации 1949 года их называли «кольцами Лессинга из проволочной сетки»). [2] ).
Приложение
[ редактировать ]
Кольца Диксона используются в основном для лабораторной дистилляции.
Принципы работы
[ редактировать ]Улучшенные характеристики кольца Диксона основаны на поверхностном натяжении жидкости: когда сетка мокрая, площадь ее поверхности значительно увеличивается, что сопровождается увеличением скорости массообмена . Кольца Диксона требуют предварительного смачивания (поток жидкости над насадочным слоем перед началом реакционного потока). Хотя это увеличивает время запуска пакетной обработки, повышенная производительность кольца Диксона позволяет преодолеть эту проблему.
| Свойство | Размер кольца | ||
|---|---|---|---|
| 1 ⁄ 16 дюйма | 1 ⁄ 8 дюйма | 1 ⁄ 4 дюйма | |
| Площадь поверхности | 3550 | 2378 | 900 |
| Пустое пространство % | 94.63 | 90.98 | 90.73 |
| Количество на литр | 102,000 | 24,400 | 2,965 |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Патент США 2615832A.
- ^ «Транзакции» . 1949 год.
- ^ Каба, Акира; Акаи, Рейджиро; Ямамото, Ичиро; Канагава, Акира (октябрь 1988 г.). «Измерение ВЭТП кольца Диксона из нержавеющей стали и фарфоровой насадки в малотоннажной вододистилляционной колонне для H 2 разделения изотопов O-HTO» . Ядерная наука и технологии . 25 (10): 69–74.
- ^ Шэн, Мяопэн; Лю, Чэньгуан; Ге, Чуньюань; Арово, Моисей; Сян, Ян; Сунь, Баочан; Чу, Гуанвэнь; Дзо, Хайкуи (2016). «Массообменные характеристики абсорбции CO2 водными растворами на основе диэтилентриамина в насадочной колонке с кольцами Диксона». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 55 (40): 10788–10793. doi : 10.1021/acs.iecr.6b02280 .
- ^ Джин, Яньчао; Ху, Рунчжи; Ван, Ипин; Цуй, Ён; Лю, Юн; Хуан, Цюньу (2017). «Влияние колец Диксона на эффективность теплопередачи при прямом контакте: сравнение встречного и прямоточного испарения». Прикладная теплотехника . 117 : 762–772. doi : 10.1016/j.applthermaleng.2017.02.054 . ISSN 1359-4311 .