بسته بندی تصادفی یکی از 3 دستگاه اصلی مورد استفاده در کاربردهای انتقال جرم و حرارت است. (2 دستگاه دیگر بسته بندی و سینی ساختاری هستند.) مانند 2 دستگاه دیگر، هدف اولیه از بسته بندی تصادفی ایجاد سطحی برای تماس بخار/مایع است تا مادر طبیعت (و ترمودینامیک پدر) بتوانند جداسازی شیمیایی ایجاد کنند. جداسازی شیمیایی شامل تقطیر، جذب و جداسازی است.
بسته بندی تصادفی در کارخانه های فرآیندی چگونه اعمال می شود؟
در اکثر فرآیندهای جداسازی شیمیایی (معروف به انتقال جرم)، بخار توسط گرما و فشار در ستون به سمت بالا رانده می شود در حالی که مایع تحت نیروی گرانش به سمت پایین سقوط می کند. 3 جزء اصلی در انتخاب یک بسته بندی تصادفی (یا هر وسیله انتقال جرم دیگری) وجود دارد که عبارتند از افت ظرفیت/فشار، کارایی و هزینه. هر چه بسته بندی تصادفی بزرگتر باشد، ظرفیت بالاتر است، اما بازدهی کمتری دارد. هرچه بسته بندی کوچکتر باشد، کارایی بالاتری دارد اما با هزینه کمتر و هزینه بالاتر. مهندس طراح باید بسته بندی مناسبی را انتخاب کند که مقرون به صرفه ترین ظرفیت تعادل و کارایی را فراهم کند.
بسته بندی حلقه Raschig- این اولین نسل از بسته بندی تصادفی دارای ارتفاع یکسان با قطر آن است. از آنجایی که بسته بندی حلقه Raschig دارای ظرفیت نسبتا کم، راندمان پایین و هزینه های بالا (در فلز) است، کاربردهای آن به طور کلی به کاربردهای خورنده که در آن مواد ساخت و ساز سرامیک یا کربن/گرافیت است محدود می شود. هنگامی که در فلز ساخته می شود، ماده باید ضخیم تر باشد زیرا حلقه Raschig دارای هیچ گونه پشتیبانی داخلی مانند "انگشت ها" در بسته بندی حلقه Pall نیست.
بسته بندی حلقه پال- بسته بندی حلقه پال را مانند حلقه های Raschig با پنجره ها و/یا انگشتان در نظر بگیرید. توسعه Pall Rings یک پیشرفت بزرگ در بسته بندی تصادفی بود. با سوراخ کردن زبانه ها در دیواره حلقه، نقاط چکه داخلی ایجاد کرد که ظرفیت و کارایی را 50 تا 80 درصد نسبت به بسته بندی حلقه Raschig افزایش داد. مانند بسته بندی حلقه Raschig، حلقه های Pall با داشتن ارتفاع یکسان با قطر آن مشخص می شود. حلقه های پال اغلب در خدمات جذب و تقطیر استفاده می شوند.
زین حلقه با کارایی بالا- بسته بندی حلقه زینی ممکن است جایگزین حلقه های Pall شود تا کارایی و ظرفیت بهتری را در ارتفاع و قطر تخت یکسان ارائه دهد. این نسل سوم از بسته بندی تصادفی با تمرکز برای ایجاد یک بسته بندی با نسبت ابعاد کم توسعه یافته است. یعنی داشتن ارتفاع کمتر از قطر اسمی بسته بندی. بسته بندی با نسبت ابعاد پایین باعث نصب سودمند بستر بسته بندی شده می شود زیرا حلقه زین به گونه ای ته نشین می شود که سطوح صاف تری را به موازات ترافیک بخار و مایع جهت دهی می کند. نتیجه افزایش ظرفیت با حفظ سطح موثر برای تماس بخار/مایع است. این "حلقه ها" ظرفیت و کارایی بالاتری نسبت به بسته بندی حلقه Pall دارند. کاربردها شامل استفاده در تقطیر اتمسفر و پرفشار، جداسازی آب ترش، رقیق‌کننده‌ها، آب‌زدایی‌کننده‌ها، حذف گازهای اسیدی، برج‌های کوئنچ و شکسته‌کننده‌های اصلی است.
