در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، به‌ویژه در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی، از موادی به نام کاتالیست (کاتالیزگر) استفاده می‌شود که واکنش‌های شیمیایی را تسریع می‌کنند. این کاتالیست‌ها معمولاً به‌صورت ذرات ریز (مثلاً گرانول، قرص یا ساچمه‌های کوچک) درون یک بستر قرار داده می‌شوند، مانند:
راکتورهای شیمیایی (Reactor)
برج‌های جذب یا تقطیر
برج‌های گوگردزدایی، ریفورمرها و غیره
اما چون این ذرات کاتالیستی بسیار ریز و شکننده هستند، نیاز است یک لایه‌ی محافظ یا نگهدارنده زیر آن‌ها قرار گیرد تا:
مانع عبور ذرات ریز کاتالیست به بخش‌های پایین‌تر (مثلاً شیر یا فیلتر) شود.
توزیع یکنواخت جریان گاز یا مایع را در بستر فراهم کند.
جلوگیری از فشردگی یا جابه‌جایی کاتالیست‌ها در اثر فشار جریان.
افزایش راندمان انتقال حرارت و تماس سطحی.
نقش آلومینا بال به عنوان بستر کاتالیست
آلومینا بال در پایین‌ترین بخش بستر کاتالیست قرار می‌گیرند و نقش یک لایه نگهدارنده و پایدارکننده را دارند. دلیل استفاده از آلومینا:
مشخصات فیزیکی:
Typical Physical Properties | |
Min 3.60 | Bulk Density (gr/cm3) |
9 | Hardness (Mohs Scale) |
0 | Porosity (%) |
White | Color |
20000 | Comprehensive Strength (kg/cm2) |
مشخصات شیمیایی :
Typical Chemical (wt.%) Properties | |
Al2O3 | 92 |
SiO2 | 3.0 |
Fe2O3 | 0.15 |
Na2O | 0.1 |
ویژگی‌های مناسب برای این کاربرد:
| ویژگی | مزیت |
|---|---|
| مقاومت بالا در برابر حرارت | تحمل دماهای ۱۲۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد |
| مقاومت شیمیایی | خورده نمی‌شود در تماس با گازها، بخارات و اسیدها |
| استحکام مکانیکی | تحمل فشار وزن کل بستر بدون شکستن |
| توزیع مناسب جریان | شکل کروی باعث هدایت یکنواخت گاز یا مایع می‌شود |
| غیر واکنشی | وارد واکنش شیمیایی با کاتالیست یا خوراک نمی‌شود |
کاربردهای خاص در صنایع
1. واحد ریفورمینگ (Reforming Units)
در پالایشگاه‌ها برای تبدیل نفتا به بنزین با عدد اکتان بالا استفاده می‌شود. در اینجا توپ‌ها مانع از شکستن کاتالیست در دمای بالا می‌شوند.
2. واحد هیدروکراکینگ (Hydrocracking)
توپ‌ها زیر بستر کاتالیست هیدروکراکینگ قرار گرفته و پایداری مکانیکی را فراهم می‌کنند.
3. راکتورهای گوگردزدایی (Hydrodesulfurization)
در پالایش گازوئیل و نفت سفید برای حذف گوگرد کاربرد دارد.
4. تولید آمونیاک و متانول
در بخش‌هایی مثل راکتور ریفورمینگ گاز طبیعی، از توپ‌های آلومینایی استفاده می‌شود تا گازهای خوراک به‌خوبی از میان کاتالیست عبور کنند.
مقایسه با سایر مواد پشتیبان
| ماده پشتیبان | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| آلومینای سرامیکی | دوام بالا، پایداری دمایی، ضد خوردگی | قیمت بیشتر نسبت به موادی مثل سیلیکا |
| سیلیکا (SiO₂) | ارزان‌تر | مقاومت حرارتی کمتر، شکننده‌تر |
| توپ‌های خالی فلزی | انتقال حرارت بالا | فعال در بعضی واکنش‌ها، سنگین‌تر |
نکته مهم در طراحی راکتور:
در طراحی صنعتی، معمولاً چند لایه مختلف از توپ‌های سرامیکی با سایزهای متفاوت (مثلاً 25mm در پایین، 10mm در بالا) استفاده می‌شود تا عملکرد بهینه‌تری در توزیع فشار، جریان و محافظت از کاتالیست فراهم شود.
Alumina Ceramic Balls (توپ‌های سرامیکی آلومینایی) are high-performance materials used in a wide range of industrial applications due to their excellent mechanical strength, high temperature resistance, and chemical stability. Here's a detailed overview:
?What Are Alumina Ceramic Balls
.They are spherical balls made from aluminum oxide (Al₂O₃), a very hard and wear-resistant ceramic material. The purity of alumina used can range from 75% to 99.9%, with 92%, 95%, and 99% being the most common grades
Common Grades and Their Uses
| Purity | Common Label | Typical Use |
|---|---|---|
| 92% | 92 alumina | Grinding media in ball mills (cost-effective) |
| 95% | 95 alumina | Catalyst bed support, advanced grinding |
| 99%+ | High-purity | Electrical insulators, precise bearings, semiconductor use |
Key Properties
| Property | Value (Typical) |
|---|---|
| Hardness | ~ Mohs 9 |
| Density | 3.6 – 3.9 g/cm³ |
| Maximum Temperature | 1600–1700°C |
| Compressive Strength | >2000 MPa |
| Chemical Resistance | Excellent (acids, alkalis) |
| Wear Resistance | Very High |
Main Applications
Grinding Media – In ball mills used for:
Paints
Pigments
Ceramics
Minerals
Pharmaceutical powders
Catalyst Bed Support – In petrochemical and refinery industries.
Bearings & Valves – In high-temperature or corrosive environments.
Electrical Insulation – In high-voltage components and semiconductor fabrication.
Filtration and Heat Transfer Media – Especially in thermal reactors or packed beds.
Specific Example: "ADM990"
If your reference to ADM990 was in this context, it may refer to a specific grade or product code of alumina ceramic balls, possibly a proprietary or catalog designation by a company. These codes often identify:
Purity (e.g., 99% alumina)
Size (e.g., 3 mm, 10 mm, 25 mm)
Sphericity tolerance
Manufacturing method (pressed vs. isostatic)