Gli anelli Raschig sono cilindri realizzati in ceramica, metallo o plastica e vengono utilizzati per aumentare l’efficienza nelle torri di raffineria di gas, petrolio e chimica. Gli anelli vengono imballati in modo casuale nella torre per aumentare la superficie disponibile per le reazioni chimiche. Hanno tipicamente la forma di cilindri cavi, con un diametro pari alla lunghezza del cilindro.
Friedrich Raschig ha inventato gli anelli nel 1880 ma non li ha brevettati fino al 1910. Ha anche inventato o perfezionato diversi processi chiave per produrre vari prodotti chimici organici. I suoi anelli Raschig avrebbero rivoluzionato l’industria chimica, perché l’imballaggio migliorava notevolmente l’efficienza dei processi di produzione esistenti. Prima della sua invenzione, i primi chimici riempivano i serbatoi con bottiglie di vetro rotte, ceramiche e persino rocce per guadagnare superficie.
L’area superficiale per i processi chimici è importante, perché senza un’adeguata miscelazione di gas e liquidi, si verificherà una reazione molto ridotta. Se il gas viene fatto gorgogliare in un serbatoio di liquido, può verificarsi una certa miscelazione, ma può verificarsi una reazione solo nel punto in cui il gas e il liquido si incontrano, con conseguente bassa efficienza. Le piastre orizzontali con fori possono essere installate in una torre verticale, con il liquido che scorre dall’alto verso il basso e il gas dal basso verso l’alto. I vassoi della torre aiuteranno, ma l’efficienza della reazione è solo parzialmente migliorata.
Riempire una torre con anelli Raschig posizionati casualmente crea una superficie molto ampia per le reazioni. Ciò si verifica perché il liquido si muoverà nelle migliaia di canali formati dagli anelli, rivestendo le superfici interne ed esterne e infine scorrendo verso il basso. Il gas che entra dal fondo scorrerà attraverso gli stessi percorsi formati dagli anelli, e avrà il tempo di entrare in contatto e reagire con il liquido.
Sono disponibili diversi materiali per gli anelli, il primo dei quali è un materiale ceramico o di ceramica a fuoco. Le ceramiche erano resistenti alle alte temperature, ma erano fragili e potevano rompersi facilmente durante il caricamento della torre o se un evento di pressione provocava il sollevamento e la caduta degli anelli di ceramica imballati. Nel 20 ° secolo, i produttori hanno sviluppato anelli Raschig realizzati in metallo, plastica e persino grafite di carbonio per applicazioni ad alta temperatura.
I produttori forniscono tabelle che mostrano le caratteristiche della baderna per varie misure di anelli. Gli anelli Raschig contengono una superficie media per un dato volume di torre e le tabelle mostrano questi valori per diversi diametri e spessori degli anelli. Se il peso è un problema, il peso dell’anello caricato può essere determinato dalla tabella e dal volume della torre.
Gli anelli Raschig sono considerati la prima generazione di guarnizioni per torri ingegnerizzate e, a causa di un design relativamente semplice, erano ancora ampiamente utilizzati nel 21° secolo. Altri modelli di imballaggio sono stati sviluppati nel 20 ° secolo, comprese forme come selle, molle a spirale e cilindri con molti fori o perforazioni. Queste forme erano tutti tentativi di migliorare i tempi di reazione o ridurre il peso, ed erano utili per alcuni tipi di processi chimici. Nonostante questi miglioramenti, un semplice design ad anello Raschig ha fornito un’eccellente efficienza di reazione a prezzi ragionevoli rispetto a design più esotici.