플레이트 컬럼은 널리 사용되는 기체-액체 물질 전달 장치입니다. 이는 일반적으로 원통형 껍질과 일정한 간격으로 수평으로 배열된 여러 개의 트레이로 구성됩니다. 정상 작동 중에 액체는 중력에 의해 트레이를 통해 아래로 흐르다가 바닥에서 나옵니다. 압력 차이에 의해 추진된 가스는 트레이에 고르게 분포된 구멍을 통해 위쪽으로 흐르고 상단에서 나옵니다. 각 트레이에는 일정량의 액체가 들어 있습니다. 가스가 액체층을 통과할 때 물질 전달이 발생합니다.
플레이트 컬럼은 다양한 유형으로 제공되며 일반적으로 다음과 같이 분류될 수 있습니다.
① 트레이 구조별 : 버블캡 트레이, 체 트레이, 밸브 트레이, 천공 트레이, 혀{0}} 트레이 등 역사적으로 버블 캡 트레이와 체 트레이가 가장 초기 유형이었습니다. 밸브 트레이는 1950년대쯤에 개발되었습니다. 현재는 체 트레이와 밸브 트레이가 가장 널리 사용되지만 다른 유형도 사용됩니다. 새로운 유형의 트레이와 기존 트레이의 개선된 버전도 개발 및 연구 중입니다.
② 트레이는 기체상과 액체상의 흐름 패턴에 따라 교차-흐름 트레이와 역류 트레이-, 하강관이 있는 트레이와 없는 트레이로 분류할 수 있습니다. 다운커머가 있는 트레이는 물질 전달 효율이 높고 작동 범위가 넓기 때문에 널리 사용됩니다. 하강관이 없는 역-흐름 트레이는 기체 및 액체 상이 모두 트레이의 채널을 통과하는 흐름 트레이를 통해 호출되기도 합니다.- 이 트레이는 간단한 구조로 되어 있으며 트레이 영역을 최대한 활용합니다. 일반적으로 사용되는 유형에는 통과-흐름 체 트레이, 통과-흐름 그리드 트레이 및 통과-유동 골판지 트레이가 포함됩니다.
③ 트레이는 액체의 흐름 패턴에 따라 단일-흐름, 이중-흐름, U-흐름 및 기타 흐름 패턴(예: 4-흐름, 계단식 흐름, 환형 흐름)으로 분류할 수 있습니다.
단일-흐름 트레이가 가장 널리 사용됩니다. 구조가 간단하고 액체 흐름 경로가 길어 트레이 효율을 높이는 데 유리합니다. 그러나 컬럼 직경이나 액체 부피가 너무 크면 트레이의 액체 레벨 구배가 커져 가스-액체 분포가 고르지 않거나 하강관 과부하가 발생하여 트레이 효율성과 정상적인 작동에 영향을 미칩니다. 이중-흐름 트레이는 컬럼 직경이 더 크고 액체 유속이 더 높은 경우에 적합합니다. 이 경우 액체는 두 개의 흐름으로 분할되어 오버플로 웨어의 흐름 강도와 하강관의 부하를 줄이는 동시에 트레이의 액체 레벨 구배도 줄입니다. 그러나 하강 장치는 트레이의 중앙이나 양쪽에 교대로 배치되어야 하며 트레이의 물질 전달 영역을 더 많이 차지해야 합니다.
U-자형 트레이에는 트레이의 같은 쪽에 입구 및 출구 위어가 모두 있습니다. 액체 수위보다 높은 Baffle을 그 사이에 배치하여 액체 흐름을 U-자 형태로 제어함으로써 액체 이동 거리를 연장합니다. 이 트레이 유형은 작은-직경 컬럼과 낮은 액체 유량에서 사용됩니다.
4개의 -흐름 및 계단형- 흐름 트레이는 훨씬 더 큰 직경의 컬럼과 매우 높은 액체 유량에 적합합니다.
