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    精餾塔(板式塔、填料塔)的工作原理和結構介紹

    放大字體  縮小字體 更新日期:2021-06-01 20:11:28   瀏覽次數:62   信息編號:H4008

    餾操作是工業上應用zui廣的分離操作,也是能量消耗zui大的化工單元操作之一。有關精餾塔(板式塔、填料塔)的結構和工作原理,


    板式塔的殼體通常為圓筒形,里面沿塔高裝有若干塊水平的塔板。



    塔內液體依靠重力作用,由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤,然后橫向流過塔板,從另一側的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動下,自下而上穿過各層塔板的氣體通道(泡罩、篩孔或浮閥等),分散成小股氣流,鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上,氣液兩相密切接觸,進行熱量和質量的交換。在板式塔中,氣液兩相逐級接觸,兩相的組成沿塔高呈階梯式變化,在正常操作下,液相為連續相,氣相為分散相。



    為有效地實現氣液兩相之間的傳質,板式塔應具有以下兩方面的功能:


    ①在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸,為傳質過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面,減小傳質阻力;



    ②在塔內應盡量使氣液兩相呈逆流流動,以提供zui大的傳質推動力。



    由吸收章可知,當氣液兩相進、出塔設備的濃度一定時,兩相逆流接觸時的平均傳質推動力zui大。在板式塔內,各塊塔板正是按兩相逆流的原則組合起來的。



    但是,在每塊塔板上,由于氣液兩相的劇烈攪動,是不可能達到充分的逆流流動的。為獲得盡可能大的傳質推動力,目前在塔板設計中只能采用錯流流動的方式,即液體橫向流過塔板,而氣體垂直穿過液層。



    由此可見,除保證氣液兩相在塔板上有充分的接觸之外,板式塔的設計意圖是,在塔內造成一個對傳質過程zui有利的理想流動條件,即在總體上使兩相呈逆流流動,而在每一塊塔板上兩相呈均勻的錯流接觸。



    塔板是板式塔的核心構件,其功能是使氣、液兩相保持充分的接觸,使之能在良好的條件下進行傳質和傳熱傳遞過程。塔板上的氣液兩相流動方式有錯、逆流兩種。


    錯流塔板在板間設有液體流通的降液管(又稱溢流管)。從降液管出來的液體橫過塔板,然后再溢流進入另一降液管而到達下一層塔板;氣體則經過板上的孔道上升,在每一層塔板上氣、液兩相呈錯流方式接觸。



    逆流塔板在板間無降液管,氣、液同時由板上孔道逆向穿流而過。這種塔板結構簡單、板面利用充分、氣體分布均勻,但需要較高的氣速才能維持板上液層,操作彈性小,它的應用不及錯流塔板廣泛。


    填料塔操作時,液體自塔上部進入,通過液體分布器均勻噴灑在塔截面上并沿填料表面成膜狀流下。當塔較高時,由于液體有向塔壁面偏流的傾向,使液體分布逐漸變得不均勻,因而經過一定高度的填料層需要設置液體再分布器,將液體重新均勻分布到下段填料層的截面上,zui后液體經填料支承裝置由塔下部排出。


    氣體自塔下部經氣體分布裝置送入,通過填料支承裝置在填料縫隙中的自由空間上升并下降的液體相接觸,zui后從塔上部排出。為了除去排出氣體中夾帶的少量霧狀液滴,在氣體出口處常裝有除沫器。填料層內氣液兩相呈逆流接觸,填料的潤濕表面即為氣液兩相接觸的有效傳質面積。


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