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1、第八节 精馏塔及其选择,一 板式塔结构及性能（1）板式塔结构 功能：为混合物的气、液两相提供多级的充分、有效的接触与及时、完全分离的条件。,汽、液两相接触方式,两相流动的推动力,全塔：逆流接触塔板上：错流接触,液体：重力气体：压力差,塔板结构,气体通道 形式很多，如筛板、浮阀、泡罩等，对塔板性能影响很大。,降液管（液体通道）液体流通通道，多为弓形。,受液盘 塔板上接受液体的部分。,溢流堰 使塔板上维持一定高度的液层，保证两相充分接触。,浮阀塔内部结构,塔板上理想流动情况：液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。,传质的非理想流动情况
2、：反向流动 液沫夹带、气泡夹带，即：返混现象,后果：使已分离的两相又混合，板效率降低，能耗增加。,不均匀流动 液面落差（水力坡度）：引起塔板上气速不均；塔壁作用（阻力）：引起塔板上液速不均，中间 近壁；,后果：使塔板上气液接触不充分，板效率降低。,（2）板式塔性能要求 生产能力大；塔板效率高；具有适当的操作弹性；塔板阻力小；塔结构简单，易于加工制造，维修保养。,二 塔内气、液两相异常流动,（1）液泛 如果由于某种原因，使得气、液两相流动不畅，使板上液层迅速积累，以致充满整个空间，破坏塔的正常操作，称此现象为液泛。,液泛现象：,过量雾沫夹带液泛,原因：气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一
3、层塔板；气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速。,（2）严重漏液,漏液量增大，导致塔板上难以维持正常操作所需的液面，无法操作。此漏液为严重漏液，称相应的孔流气速为漏液点气速。,三 塔板上气、液两相接触状态,从严重漏液到液泛整个范围内存在有五种接触状态，即：鼓泡状态、蜂窝状态、泡沫状态、喷射状态及乳化状态。,泡沫状态由于孔口处鼓泡剧烈，各种尺寸的气泡连串迅速上升，将液相拉成液膜展开在气相内，因泡沫剧烈运动，使泡沫不断破裂和生成，以及产生液滴群，泡沫为传质创造了良好条件。是工业上重要的接触状态之一。,喷射状态 从筛孔或阀孔中吹出的高速气流将液相
4、分散高度湍动的液滴群，液相由连续相转变为分散相，两相间传质面为液滴群表面。由于液体横向流经塔板时将多次分散和凝聚，表面不断更新，为传质创造了良好的条件，是工业塔板上另一重要的气、液接触状态。,四 常用塔板的类型,（1）泡罩塔,优点：塔板操作弹性大，塔效率也比较高，不易堵。缺点：结构复杂，制造成本高，塔板阻力大但生产能力不大。,塔板是气液两相接触传质的场所，为提高塔板性能，采用各种形式塔板。,组成：升气管和泡罩,圆形泡罩,条形泡罩,泡罩塔,（2）筛板塔板,优点：结构简单、造价低、塔板阻力小目前，广泛应用的一种塔型。,塔板上开圆孔，孔径：3-8 mm，大孔径筛板：12-25 mm。,筛 板,（3）
5、浮阀塔板,圆形浮阀,条形浮阀,浮阀塔盘,方形浮阀,优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。缺点：浮阀易脱落或损坏。,方形浮阀,F1型浮阀,（4）喷射型塔板 气流方向：垂直 小角度倾斜，改善液沫夹带、液面落差。,气液接触状态：喷射状态连续相：气相；分散相：液相 促进两相传质。,形式：舌形塔板、浮舌塔板、斜孔塔板、垂直筛板等。,缺点：气泡夹带现象比较严重。,舌形塔板：,垂直筛板：,（5）多降液管（MD）塔板 优点：提高允许液体流量,（6）林德筛板（导向筛板）应用：用于减压塔的低阻力、高效率塔板。斜台：抵消液面落差的影响。导向孔：使气、液流向一致，减小液面落差。,
