Vad är Raschig Rings?

June 23

Raschig ringar är cylindrar tillverkade av keramik, metall eller plast, och används för att öka effektiviteten i gas-, olje- och kemikalieraffinaderi torn. Ringarna packas slumpmässigt in i tornet för att öka ytarean tillgänglig för kemiska reaktioner. De är typiskt formad som ihåliga cylindrar, med en diameter som är lika med längden av cylindern.

Friedrich Raschig uppfann ringarna i 1880-talet men inte patentera dem tills 1910-talet. Han uppfann också eller förfinade flera viktiga processer för att göra olika organiska kemikalier. Hans Raschig ringar skulle revolutionera den kemiska industrin, eftersom packningen förbättrats avsevärt effektivisera befintliga tillverkningsprocesser. Före hans uppfinning, tidiga kemister fyllda tankar med trasiga glasflaskor, keramik och även stenar för att få yta.

Yta för kemiska processer är viktigt, för utan adekvat blandning av gaser och vätskor, kommer mycket lite reaktion uppstår. Om gas bubblades in i en tank med vätska, kan en viss blandning ske, men en reaktion kan endast förekomma när gasen och vätskan möts, vilket resulterar i låg verkningsgrad. Horisontella plattor med hål kan installeras i ett vertikalt torn, med vätska som flyter från toppen och nedåt, och gas från botten och upp. Tower brickor kommer att hjälpa, men reaktionseffektiviteten är endast delvis förbättrats.

Packning ett torn med slumpmässigt placerade Raschig-ringar skapar en mycket stor ytarea för reaktioner. Detta inträffar eftersom vätska kommer att röra sig i de tusentals kanaler som bildas av ringarna, beläggning av de inre och yttre ytor, och slutligen strömmar till botten. Gas kommer in vid botten kommer att strömma genom samma vägar som bildas av ringarna, och kommer att ha tid att kontakta och reagera med vätskan.

Olika material är tillgängliga för ringarna, med den tidigaste vara ett keramiskt eller värmeeldade keramik, material. Keramik var resistenta mot höga temperaturer, men var sköra och kan lätt gå sönder vid lastning tornet eller om en tryck händelse orsakade de packade keramiska ringar som ska lyftas och sedan sjönk. På 20-talet, utvecklade tillverkare Raschig ringar gjorda av metall, plast och även kolgrafit för höga temperaturer.

Tillverkarna ger tabeller som visar packningsegenskaperna för olika ringstorlekar. Raschig ringar innehåller en genomsnittlig yta för en given volym av tornet, och tabellerna visar dessa värden för olika ring diametrar och tjocklekar. Om vikten är ett problem, kan den laddade ringvikten bestämmas från bordet och volymen av tornet.

Raschig ringar anses vara den första generationen av konstruerade tornet förpackning, och på grund av en relativt enkel konstruktion fortfarande används i stor utsträckning i 21-talet. Andra emballage mönster utvecklades på 20-talet, bland annat former såsom sadlar, lindade fjädrar och cylindrar med många hål eller perforeringar. Dessa former var alla försök att förbättra reaktionstider eller minska i vikt, och var användbara för vissa typer av kemiska processer. Trots dessa förbättringar, en enkel Raschigring designen som utmärkt reaktionseffektivitet till rimliga priser kontra mer exotiska mönster.