Кольцо Рашига

Кольца Рашига, керамика, один дюйм (25 мм).

Кольцо Рашига представляет собой кусок трубки примерно одинаковой длины и диаметра, который в большом количестве используется в качестве насадочного слоя внутри колонн для дистилляции и других химико-технологических процессов. Обычно они изготавливаются из керамики, металла или стекла и обеспечивают большую площадь поверхности в объеме колонны для взаимодействия между жидкостью и парами газа.

Кольца Рашига названы в честь их изобретателя, немецкого химика Фридриха Рашига , ^{[1] [2]} который запатентовал их в 1914 году. ^{[3] [4]}

Использовать

Они образуют так называемую случайную упаковку и позволяют Рашигу проводить дистилляцию с гораздо большей эффективностью, чем его конкуренты, используя колонны фракционной перегонки с тарелками. ^[1]

В дистилляционной колонне флегма или сконденсированный пар стекают вниз по колонне, покрывая поверхности колец, а пар из ребойлера поднимается по колонне. Поскольку пар и жидкость движутся друг против друга противотоком в небольшом пространстве, они стремятся к равновесию. Таким образом, менее летучий материал имеет тенденцию двигаться вниз, а более летучий – вверх.

Они также используются в устройствах, в которых газ и жидкость контактируют с целью абсорбции газа, отгонки или химической реакции, а также в качестве основы для биопленок в биологических реакторах.

Кольца Рашига из боросиликатного стекла иногда используются при обращении с ядерными материалами. Их используют внутри сосудов и резервуаров, содержащих растворы делящихся материалов, например растворы обогащенного нитрата уранила . Там они действуют как поглотители нейтронов, предотвращая аварию, связанную с критичностью . ^[5]

События

Кольца Палля (бежевые и большие белые) и кольца Бялецкого (другие)

Учитывая успех кольца Рашига, были разработаны другие формы, чтобы либо улучшить его, либо избежать патентов на определенные конструкции.

Кольцо Палля, обычно называемое кольцом Палля, разработанное Вильгельмом Пфанмюллером из BASF во время Второй мировой войны, ^[6] пытается повысить полезные аспекты набивки, увеличивая количество кромок для нарушения потока, а также уменьшая забираемый объем. вверх самой кольцевой набивкой. Вместо использования трубки со сплошными стенками кольцо Палла напоминает структуру открытой корзины из тонких стержней. Они образуют как трубку, так и радиальную структуру из поперечин. ^[7] Кольца Палля могут быть отлиты под давлением из пластмассы, отлиты из керамики или прессованы из металлического листа.

Кольцо Raschig Super Ring представляет собой дальнейшее развитие той же концепции, что и кольцо Pall. Он оптимизирует создание турбулентных пленочных потоков и предотвращает образование капель. ^[8] «Кольца» больше не напоминают кольца, а прессуются из металлического листа в виде волнообразных узких полосок. Суперкольца появились в 1995 году и с тех пор были усовершенствованы в нескольких поколениях. ^[9]

Кольцо Бялецкого, разработанное тем же Пфанмюллером, что и кольцо Палля, и впервые запатентованное им в 1944 году ^[10] , ошибочно названо в честь польского инженера-химика из Кракова Збигнева Бялецкого. Как и кольца Палля, они представляют собой улучшенную версию колец Рашига. Кольца могут быть отлиты под давлением из пластмассы или штампованы из металлического листа без сварки. Удельная поверхность засыпки колеблется от 60 до 440 м ² /м ³ . ^[11] К преимуществам колец Бялецкого относятся:

• Сопротивление потоку жидкости в два или три раза ниже, чем у колец Рашига,
• В два или три раза более высокая пропускная способность,
• Распределить жидкость равномерно по всему сечению колонны независимо от способа подачи, даже при точечной подаче жидкости,
• Задержка жидкости («задержка») по отношению к другим наполнителям незначительна – жидкость быстро стекает вниз после прекращения работы колонки,
• Разрешающая мощность на постоянном уровне независимо от нагрузки на колонку,
• Коэффициент массопередачи увеличивается с увеличением размеров кольца, в отличие от других наполнителей, используемых до сих пор.
• Минимальное зарастание (не забивать осадком),
• Жесткая конструкция, позволяющая снизить вес до 20% по сравнению с другими заправочными кольцами. ^[12]

Смотрите также

• Фракционирующая колонна  - Оборудование для разделения жидкостей путем перегонки.
• Кольца Диксона
• Случайная упаковка столбцов
• Отгонка (химия)  - процесс разделения.

Рекомендации

1. Андреа Селла (27 августа 2008 г.). «Кольца Рашига». Химический мир . 5 (9): 83.
2. «Описание продукта: Керамическое кольцо Рашига» . ЛяньЧуанг . 15 июля 2016 г.
3. ГБ 191406288A 
4. «Создание колец Рашига». Рашиг США . Рашиг США.
5. Кольца Рашига ассоциированных университетов Ок-Риджа для контроля критичности (1980-е)
6. https://raschig-usa.com/wp-content/uploads/2020/pdf/The%20Impact%20of%20Tower%20Internals%20on%20Packing%20 Performance.pdf
7. "Кольцо Палла" (PDF) . Рашиг-Джегер Технологии .
8. "Суперкольцо Рашига" (PDF) . Рашиг-Джегер Технологии .
9. Шультес, М. (январь 2003 г.). «Суперкольцо Рашига: новая упаковка четвертого поколения предлагает новые преимущества». Химические инженерные исследования и проектирование . 81 (1, Международная конференция по дистилляции и абсорбции ): 48–57. дои : 10.1205/026387603321158186.
10. DE 853159C 
11. "Кольцо Бялецкого из нержавеющей стали". ЗПВК .
12. "Кольцо Белецкого". ДСН ДОЛЬСИН .