برج‌های تقطیر (Distillation Columns)
اساس کار برج ها افزایش سطح تماس بین فازها میباشد که این افزایش ممکن است توسط سینی یا پـرکن تامین شود. چگونگی تماس گاز و مایع بسته به نوع وسیله متفاوت است. در برخی از برجهاي پرشده براي بهبود توزیع و افزایش سطح، هر بستر پرکن را روي یک سینی قرار میدهند. در برخی از نواع سینی ها، مایع صرفاً مانند دوش پایین میریزد و گاز از وراء فیلم مایع عبور میکند. در انواع دیگر سینی ها، اساس کار تولید حباب و گذراندن آن از داخل لایه اي از مایع است. در ساخت برج ها بر حسب شرایط عملیاتی و خوردگی میتوان از انواع مواد مانند شیشه، فلزات، فلزات با آستر شیشه اي، کربن نفوذ ناپذیر و … استفاده کرد. عموماً شکل برجها به صورت استوانه اي است. در برج هاي کوچک به منظور تمیز کردن دریچه هایی در اطراف آن نصب میکنند و در برج هاي بزرگ به ازاء هر ده سـینی، یک راه ورود (Man way) به برج در نظر گرفته میشود. سینی ها عموماً از ورقه اي فلزي و در صورت لزوم از آلیاژهاي بخصوص ساخته میشوند. ضخامت سینی ها با توجه به میزان خوردگی مجاز تعیـین مـیشود. براي جلوگیري از حرکت سینی در اثر تغییـرات حرکت گاز، سـینی ها به بدنه برج وصل شده و نیز از میله هاي نگهدارنده در زیر آنها استفاده میشود. در نصب سینی ها فاصله کافی بـین بدنه برج و سینی به منظور پیشبینی انبساط حرارتی در نظر گرفته میشود. در نصب سینی ها از حلقه هاي محافظ سینی استفاده میشود. بـر روي حلقه ها شکاف هایی وجود دارد که از طریق آنها سینی به حلقه پیچ میشود. سینی هاي بزرگ چند تکه ساخته میشوند تا در هنگام تعمیر و تمیز کردن بتوان به آسانی از یک سینی به سینی دیگر راه یافت. سـینی هـا باید حداکثر با اختلاف ۶mm در دو انتها تراز شوند تا توزیع مایع روي سینی‌دار به درستی انجام گیرد. انتقال مایع از یک سینی به سینی پایینتر آن از طریق مجراي ریزش مایع انجام میگیرد. این مجرا ممکن است به صورت یک لوله و یا ترجیحاً قسمتی از خود سینی باشد که به کمک یک صفحه عمودي مجرایی را تشکیل میدهد.
برج‌های سینی‌دار
برج هاي سینی‌دار مهمترین نوع برج هایی هستند که در مراکز مهم صنعتی مانند پالایشگاه ها از برج هاي سینی‌دار استفاده میشود. لفظ سینی‌دار به این دلیل به این برج ها اطلاق میشود که داخل برج به فواصل معینی صفحه هاي فلزي سوراخداري که بعداً در مورد آنها بحث میکنیم قرار داده شده است. برج هاي سینی‌دار به ارتفاع هاي مختلفی ساخته میشود که ممکن است از چند متر تا بیش از ۵۰متر متغیر باشد. قطر این برج ها نیز ممکن است تا بیش از ۵متر هم ساخته شود.
بحث سینی ها یکی از گسترده ترین مباحث مربوط به برج است که طی سال هاي اخیر محققان را بر آن داشته تا سینی هایی با شکل ها و کاربردهاي مختلف طراحی کنند. سینی ها را میتوان به سه دسته کلی تقسیم کرد که در زیر به این تقسیم بندي اشاره میکنیم.
سینی‌های غربالی (Sieve Tray)
سینی غربالی عبارت است از یک صفحه مشبک که از سوراخ هاي آن حباب هاي گاز تولید و پس از گذشتن از لایه مایع روي سینی به سمت بالا حرکت میکند. از مزایاي این سینی ها به میتوان قیمت ارزان آنها و همچنین ظرفیت بالا در مقایسه با انواع دریچه اي (Valve) و فنجانی (Cap) اشاره کرد. مزیت دیگر این سینی ها افت فشار کم آنها است که مجموعاً باعث شده که در طراحی ها در صورتی که مشکل عمده اي در میان نباشد به عنوان اولین انتخاب در نظر گرفته شود.
سینی‌های دریچه‌ای (Valve Tray)
این نوع از سینی عبارت است از یک صفحه سـوراخدار که هـر سوراخ مجهز به یک صـفحه کوچک (دیسک) متحرك است. سوراخ ها و صفحه ممکن است مدور و یا مستطیل شکل باشند. در دبی کم بخار، صفحه بر روي سوراخ مستقر شده و آنرا به نحوي میپوشاند که مایع چکه نکند. با افزایش دبیِ بخار دریچه در امتداد قائم به طرف بالا حرکت کرده و مجرا را براي عبور بخار باز میکند. حرکت قائم صفحه توسط یک قفس یا پایه هاي نگهدارنده محدود میشود. بعلاوه پایه ها و قفس مانع از حرکت افقی دریچه مـیشوند.از مزایاي ایـن سینی ها میتوان به قیمت مناسب آن در مقایسه با نوع Cap Tray اشاره کرد. یکی دیگر از مزایاي این سینی انعطافپذیري این سینی به تغییرات دبی بخار ورودي است.
سینی‌های فنجانی (Bubble Cap Tray)
این سینی متشکل از یک صفحه سوراخدار است که روي هر سوراخ یک لوله هدایت گاز به بالا و یک فنجان وارونه وجود دارد. شکل هاي متنوعی از این نوع فنجانها به بازار عرضه شده است. در سینی فنجانی معمولاً لایه اي از مایع بر روي سینی باقی میماند و گاز خروجی از زیر فنجان باید از داخل این لایه عبور کند.
آرایش فنجان ها معمولاً به نحوي است که در رئوس یک مثلث متـساوي الاضـلاع قرار میگیرند. فنجان ها معمولاً به لوله بالابر گاز پیچ شده یا توسط میله اي به لوله یا سـینی مهـار مـیشـوند. شکاف هاي روي هر فنجان، مستطیلی با عرض ۰/۳ تا ۰/۹۵سانتیمتر و طول ۱/۳ تا ۳/۸سانتیمتر میباشد. فنجان هـاي عرضـه شده به بازار از ۲/۵ تا ۱۵سانتیمتر قطر دارند. از مزایاي این سینی ها این است کـه اولاً نـشتی مایع از طریق سوراخ هاي سینی وجود ندارد، همچنین در دبی هاي بسیار کم گاز به خوبی عمل میکند.
تهیه کننده: محمد بهزادی
