CFD Study of Gas Flow Through Structured Separation Columns Packings Mellapak 250.X and Mellapak 250.Y

Abstract

In order to increase the size of the gas-liquid interface area and consequently the intensity of the mass transfer, the separation columns are usually filled with a geometrically complex packing. The packing highly increases intricacy of the flow in the column and also makes almost all types of hydrodynamic measurements impossible. Hence a reliable model of the flow in the complex geometry of the separation column packing is sought by the industry. We provide a CFD model for the gas flow through two types of commercial structured packings, Mellapak 250.X and Mellapak 250.Y. We validate the model on experimental data and use it to study the gas mixing capabilities of the packings.

Numerical Simulation of Flow in Superpak Family Packings

“…2. For the exact specification of the boundary conditions for the turbulent variables, especially for the calculation of the values of k 0 and ω 0 , we refer the reader to our previous work [10].…”

“…The magnitudes of inlet velocities ranged from u i = 0.6 m s −1 to u i = 3.5 m s −1 . In our simulations we used only one packing element, since using more than one is computationally expensive and has only a small impact on the results [10]. was below 10 %.…”

สมรรถนะการถ่ายโอนมวลของการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ในเอมีนผสมสามชนิด Amp-Pz-Mea

“…47) เมื ่ อ y A คื อ สั ดส่ วนเชิ งโมลของตั วละลาย A ในวั ฏภาคแก๊ ส (กิ โลโมลต่ อกิ โลโมล) Y A คื อ อั ตราส่ วนเชิ งโมลของตั วละลาย A ในวั ฏภาคแก๊ ส (กิ โลโมลต่ อกิ โลโมล) รู ปที ่ 2.7 ความสั มพั นธ์ ของอั ตราส่ วนเชิ งโมลของตั วละลาย A ตลอดความสู งของหอดู ดซึ ม 2.4 หอดู ดซึ มแบบบรรจุ (Packed column) หนึ ่ งในตั วแปรที ่ มี ความสำคั ญต่ อประสิ ทธิ ภาพการถ่ ายโอนมวลสำหรั บการดู ดซึ ม คาร์ บอนไดออกไซด์ ด้ วยสารละลายเอมี น คื อ พื ้ นที ่ ส่ วนต่ อประสานระหว่ างวั ฏภาคแก๊ สและวั ฏภาค ของเหลว ซึ ่ งส่ งผลโดยตรงต่ อประสิ ทธิ ภาพการดู ดซึ ม หากพื ้ นผิ วสั มผั สระหว่ างสองวั ฏภาคเพิ ่ มขึ ้ น จะทำให้ มี การถ่ ายโอนมวลดี ยิ ่ งขึ ้ น จึ งมี การนำหอดู ดซึ มแบบบรรจุ มาใช้ ทดแทนหอดู ดซึ มแบบถาด เนื ่ องจากวั สดุ บรรจุ ในห อดู ดซึ มมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ ในการเพิ ่ มพื ้ น ผิ วสั มผั สระห ว่ างเอมี น และคาร์ บอนไดออกไซด์ สำหรั บการดู ดซึ ม โดยวั สดุ บรรจุ จะช่ วยกระจายสารละลายเอมี นที ่ ไหล มาจากด้ านบนของหอดู ดซึ มไปบนวั สดุ บรรจุ เพื ่ อสั มผั สกั บแก๊ สที ่ เข้ ามาทางด้ านล่ างหอดู ดซึ ม ดั งรู ปที ่ 2.8 ทำให้ คาร์ บอนไดออกไซด์ ถู กดู ดซึ มต่ อปริ มาตรของวั สดุ บรรจุ สู งขึ ้ น ซึ ่ งวั สดุ บรรจุ ที ่ ดี ควรมี พื ้ นผิ วสั มผั ส ต่ อปริ มาตรสู ง เพื ่ อใช้ สำหรั บถ่ ายโอนมวลของแก๊ สไปยั งของเหลว ซึ ่ งวั สดุ บรรจุ ถู กแบ่ งตามการจั ดเรี ยงตั ว ในหอดู ดซึ มได้ 2 แบบ คื อ วั สดุ บรรจุ แบบจั ดเรี ยงตั วไม่ เป็ นระเบี ยบ (Random packing) และวั สดุ บรรจุ แบบจั ดเรี ยงตั วเป็ นระเบี ยบ (Structural packing) โดยวั สดุ บรรจุ แบบจั ดเรี ยงตั วเป็ นระเบี ยบ จะทำให้ สมรรถนะการดู ดซึ มสู งกว่ าแบบจั ดเรี ยงตั วไม่ เป็ นระเบี ยบ [15] เนื ่ องจากวั สดุ บรรจุ แบบจั ดเรี ยงตั วเป็ นระเบี ยบจะมี พื ้ นผิ วสั มผั สสู ง ทำให้ ประสิ ทธิ ภาพในการถ่ ายโอนมวลสู งขึ ้ นด้ วย รู ปที ่ 2.9 แสดงตั วอย่ างวั สดุ บรรจุ แบบต่ าง ๆ รู ปที ่ 2.8 หอดู ดซึ มแบบบรรจุ [32] (ก) (ข)รู ปที ่ 2.9 วั สดุ บรรจุ (ก) แบบจั ดเรี ยงตั วไม่ เป็ นระเบี ยบ (ข) แบบจั ดเรี ยงตั วเป็ นระเบี ยบ[33,34] …”