Packed bed
રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં, પેક્ડ બેડ એ હોલો ટ્યુબ, પાઇપ અથવા અન્ય પાત્ર છે જે પેકિંગ સામગ્રીથી ભરેલું હોય છે. પેક્ડ બેડને રેન્ડમલી રાસ્ચિગ રિંગ્સ જેવી નાની વસ્તુઓથી ભરી શકાય છે અથવા તે ખાસ ડિઝાઇન કરેલ માળખાગત પેકિંગ હોઈ શકે છે. પેક્ડ પથારીમાં ઉત્પ્રેરક કણો અથવા ઝીઓલાઇટ ગોળીઓ, દાણાદાર સક્રિય કાર્બન વગેરે જેવા શોષક પદાર્થો પણ હોઈ શકે છે. પેક્ડ બેડનો હેતુ સામાન્ય રીતે રાસાયણિક અથવા સમાન પ્રક્રિયામાં બે તબક્કાઓ વચ્ચે સંપર્ક સુધારવાનો હોય છે. પેક કરેલી પથારીનો ઉપયોગ રાસાયણિક રિએક્ટર, નિસ્યંદન પ્રક્રિયા અથવા સ્ક્રબરમાં થઈ શકે છે, પરંતુ પેક કરેલી પથારીનો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્લાન્ટમાં ગરમીનો સંગ્રહ કરવા માટે પણ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ગરમ વાયુઓને જહાજ દ્વારા બહાર નીકળવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે જે પેકિંગ ગરમ ન થાય ત્યાં સુધી પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીથી ભરેલું હોય છે. હવા અથવા અન્ય ઠંડો ગેસ પછી ગરમ પથારી દ્વારા પ્લાન્ટમાં પાછો આપવામાં આવે છે, જેનાથી હવા અથવા ગેસ ફીડ પહેલાથી ગરમ થાય છે. એપ્લિકેશન્સ પેક્ડ કૉલમ ઉદ્યોગમાં, પેક્ડ કોલમ એ એક પ્રકારનો પેક્ડ બેડ છે જેનો ઉપયોગ શોષણ, સ્ટ્રિપિંગ અને નિસ્યંદન જેવી અલગ પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે થાય છે. પેકિંગ સામગ્રીથી ભરેલી ટ્યુબની બનેલી ચોક્કસ પ્રકારની ક્રોમેટોગ્રાફીમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્તંભોને પેક્ડ કૉલમ પણ કહી શકાય અને તેમની રચના પેક્ડ બેડ સાથે સમાનતા ધરાવે છે. બેડ સ્ટ્રક્ચરઃ રેન્ડમ અને સ્ટ્રક્ચર્ડ પેક્ડ બેડ કૉલમ બેડને રેન્ડમલી ડમ્પ્ડ પેકિંગ મટિરિયલ (રેન્ડમ પેક્ડ બેડ બનાવવું) અથવા સ્ટ્રક્ચર્ડ પેકિંગ સેક્શનથી ભરી શકાય છે, જે એવી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે કે જે પ્રવાહીને બેડમાંથી જટિલ પાથ લેવા માટે દબાણ કરે છે (સ્ટ્રક્ચર્ડ પેક્ડ બેડ બનાવે છે). સ્તંભમાં, પ્રવાહી પેકિંગ સામગ્રીની સપાટીને ભીની કરે છે અને વરાળ આ ભીની સપાટી પરથી પસાર થાય છે, જ્યાં સામૂહિક સ્થાનાંતરણ થાય છે. નિસ્યંદન સ્તંભોમાં વિભાજન સુધારવા માટે ટ્રેને બદલે પેકિંગ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પેકિંગ સ્તંભમાં નીચા દબાણના ઘટાડાનો ફાયદો આપે છે (જ્યારે પ્લેટ અથવા ટ્રેની સરખામણીમાં), જે શૂન્યાવકાશ હેઠળ કામ કરતી વખતે ફાયદાકારક છે. અલગ-અલગ આકારની પેકિંગ સામગ્રીમાં અલગ-અલગ સપાટી વિસ્તાર હોય છે અને પેકિંગ વચ્ચે ખાલી જગ્યા હોય છે. આ બંને પરિબળો પેકિંગની કામગીરીને અસર કરે છે. પ્રવાહી અને વરાળનું વિતરણ (વરાળ અને પ્રવાહી ગુણોત્તર) કામગીરીમાં અન્ય પરિબળ, પેકિંગના આકાર અને સપાટી વિસ્તાર ઉપરાંત, પ્રવાહી અને વરાળનું વિતરણ છે જે પેક્ડ બેડમાં પ્રવેશ કરે છે. આપેલ વિભાજન કરવા માટે જરૂરી સૈદ્ધાંતિક તબક્કાઓની સંખ્યાની ગણતરી ચોક્કસ વરાળ અને પ્રવાહી ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. જો પ્રવાહી અને વરાળ પેક્ડ બેડમાં પ્રવેશતી વખતે સુપરફિસિયલ ટાવર વિસ્તારમાં સમાનરૂપે વિતરિત ન થાય, તો પ્રવાહી અને વરાળનો ગુણોત્તર સાચો રહેશે નહીં અને જરૂરી વિભાજન પ્રાપ્ત થશે નહીં. પેકિંગ યોગ્ય રીતે કામ કરતું નથી તેવું દેખાશે. સૈદ્ધાંતિક પ્લેટ (HETP) ની સમકક્ષ ઊંચાઈ અપેક્ષા કરતા વધારે હશે. સમસ્યા પોતે પેકિંગની નથી પરંતુ પેક્ડ બેડમાં પ્રવેશતા પ્રવાહીનું ખરાબ વિતરણ છે. આ સ્તંભોમાં પ્રવાહી વિતરકો અને પુનઃવિતરણકર્તાઓ હોઈ શકે છે જે પેકિંગના એક વિભાગ પર પ્રવાહીને સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં મદદ કરે છે, જે સામૂહિક સ્થાનાંતરણની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે. પેક કરેલા બેડ પર ફીડ અને રિફ્લક્સ રજૂ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રવાહી વિતરકોની ડિઝાઇન પેકિંગને મહત્તમ કાર્યક્ષમતા પર પ્રદર્શન કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. પેક્ડ કોલમ વરાળ-સંતુલન વળાંક પેક્ડ કોલમમાં સતત વરાળ-સંતુલન વળાંક હોય છે, જે પરંપરાગત ટ્રે નિસ્યંદનથી વિપરીત હોય છે જેમાં દરેક ટ્રે વરાળ-પ્રવાહી સંતુલનના અલગ બિંદુને રજૂ કરે છે. જો કે, પેક કરેલા સ્તંભોનું મોડેલિંગ કરતી વખતે, વધુ પરંપરાગત ટ્રેના સંદર્ભમાં પેક કરેલા સ્તંભની અલગ કરવાની કાર્યક્ષમતાને દર્શાવવા માટે સંખ્યાબંધ સૈદ્ધાંતિક પ્લેટની ગણતરી કરવી ઉપયોગી છે. ડિઝાઇનમાં, જરૂરી સૈદ્ધાંતિક સંતુલન તબક્કાઓની સંખ્યા પહેલા નક્કી કરવામાં આવે છે અને પછી સૈદ્ધાંતિક સંતુલન તબક્કાની સમકક્ષ પેકિંગ ઊંચાઈ પણ નક્કી કરવામાં આવે છે, જેને સૈદ્ધાંતિક પ્લેટ (HETP) ની સમકક્ષ ઊંચાઈ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કુલ જરૂરી પેકિંગ ઊંચાઈ એ HETP દ્વારા ગુણાકાર કરાયેલ સૈદ્ધાંતિક તબક્કાઓની સંખ્યા છે. પેક્ડ બેડ રિએક્ટર (પી. બી. આર.) પેક્ડ બેડ રિએક્ટર એ ઉત્પ્રેરક સામગ્રીનો નિશ્ચિત બેડ ધરાવતા રિએક્ટર જહાજો છે, તેઓ રાસાયણિક પ્રક્રિયા ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને વિજાતીય, ગેસ-તબક્કા, ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રાથમિક ઉપયોગ શોધે છે. પેક્ડ બેડ રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદાઓમાં ઉત્પ્રેરકના એકમ સમૂહ દીઠ રિએક્ટન્ટ્સનું ઊંચું રૂપાંતરણ, પ્રમાણમાં ઓછો સંચાલન ખર્ચ અને સતત કામગીરીનો સમાવેશ થાય છે. ગેરફાયદાઓમાં સમગ્ર પથારીમાં થર્મલ ઢાળની હાજરી, નબળું તાપમાન નિયંત્રણ અને રિએક્ટરની મુશ્કેલ સર્વિસિંગનો સમાવેશ થાય છે. થિયરી એર્ગુન સમીકરણનો ઉપયોગ પ્રવાહી વેગ, પેકિંગનું કદ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા અને ઘનતાને ધ્યાનમાં રાખીને ભરેલા બેડની લંબાઈ સાથે દબાણમાં ઘટાડાની આગાહી કરવા માટે થઈ શકે છે. એર્ગુન સમીકરણ, પૃથ્વીની સપાટી પરની પ્રણાલીઓ માટે વિશ્વસનીય હોવા છતાં, માઇક્રોગ્રેવિટીમાં પ્રણાલીઓના વર્તનની આગાહી કરવા માટે અવિશ્વસનીય છે. હાલમાં આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ મથક પર માહિતી એકત્રિત કરવા અને ભ્રમણકક્ષામાં ભરેલા પથારીવાળા રિએક્ટર માટે વિશ્વસનીય નમૂનાઓ વિકસાવવા માટે પ્રયોગો ચાલી રહ્યા છે. પેક્ડ કૉલમ/પથારીનું નિરીક્ષણ પેક્ડ બેડની કામગીરી તેના દ્વારા સામગ્રીના પ્રવાહ પર ખૂબ નિર્ભર છે, જે બદલામાં પેકિંગ અને પ્રવાહનું સંચાલન કેવી રીતે થાય છે તેના પર નિર્ભર છે. ટોમાગ્રાફિક તકનીકો જેમ કે નિયર-ઇન્ફ્રારેડ, એક્સ-રે, ગામા રે, ઇલેક્ટ્રિકલ કેપેસિટન્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ રેઝિસ્ટન્સ ટોમોગ્રાફીનો ઉપયોગ પેક્ડ કૉલમમાં પ્રવાહી વિતરણ પેટર્નને માપવા માટે થાય છે; ટોમાગ્રાફિક તકનીકની પસંદગી વ્યાજના પ્રાથમિક માપ, પેકિંગની અવ્યવસ્થિતતા, સલામતી જરૂરિયાતો, ઇચ્છિત ડેટા સંપાદન દર અને બજેટ પર આધારિત છે. સૈદ્ધાંતિક પ્લેટની ઊંચાઈ (HETP) સતત નિસ્યંદન કોઝેની-કારમેન સમીકરણ ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ ઔદ્યોગિક ટોમોગ્રાફી સિસ્ટમ્સ ડિક્સન રિંગ્સ રેન્ડમ કોલમ પેકિંગ ગ્રંથસૂચિ સંદર્ભો નિસ્યંદન રાસાયણિક ઉપકરણો