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精餾塔設(shè)備中板式塔的介紹

發(fā)布時間：

2023-10-28

1、板式塔介紹

板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。

操作時，塔內(nèi)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(cè)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(jìn)行熱量和質(zhì)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(xù)相，氣相為分散相。

2、板式塔的塔板

板式塔的塔板可分為有降液管及無降液管兩大類。有降液管的一般液體呈錯流式，無降液管的液體呈逆流式。

板式塔由塔板不同可以分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、舌型板和斜孔板等等。其中以泡罩塔，浮閥塔和篩板塔在工業(yè)生產(chǎn)中使用較為廣泛。

工業(yè)生產(chǎn)對塔板的要求主要是：

①通過能力要大，即單位塔截面能處理的氣液流量大。

②塔板效率要高。

③塔板壓力降要低。

④操作彈性要大。

⑤結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。在這些要求中，對于要求產(chǎn)品純度高的分離操作，首先應(yīng)考慮高效率;對于處理量大的一般性分離(如原油蒸餾等)，主要是考慮通過能力大。

3、板式塔內(nèi)部原理

液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底排出，并在各層塔板的板面上形成流動的液層;氣體則在壓力差推動下，由塔底向上經(jīng)過均布在塔板上的開孔依次傳播各層塔板由塔頂排出。

塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩相流流體力學(xué)及傳質(zhì)和傳熱規(guī)律的重要因素。當(dāng)液體流量一定時，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)一下幾種接觸狀態(tài)：

①鼓泡接觸狀態(tài)

氣速較低時，氣體以鼓泡形式通過液層。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液體為主，氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。

②蜂窩狀接觸狀態(tài)

隨著氣速增加，氣泡數(shù)量不斷增加。當(dāng)氣泡形成速度大于氣泡浮升速度時氣泡在液層中累積。氣泡間相互碰撞，形成各種多面體的大氣泡。由于氣泡不易破裂，表面得不到更新，所以此種狀態(tài)不利于傳熱和傳質(zhì)。

③泡沫接觸狀態(tài)

當(dāng)氣速繼續(xù)增加，氣泡數(shù)量急劇增加，氣泡不斷發(fā)生碰撞和破裂，此時板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小，擾動十分劇烈動態(tài)泡沫，由于泡沫接觸狀態(tài)表面積大，并不斷更新，是一種較好的接觸狀態(tài)。

④噴射接觸狀態(tài)

當(dāng)氣速繼續(xù)增加，把板上液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用落回到塔板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。液滴回到塔板上又被分散，這種液滴反復(fù)形成和聚集，使傳質(zhì)面積增加，表面不斷更新，是一種較好的接觸狀態(tài)。

4、板式塔的特點

一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。

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