精馏塔的板式塔介绍

1、板式塔介绍

 

　　板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。

 

　　操作时，塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。

 

　　气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩)、筛孔或浮阀等，分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。

 

　　2、板式塔的塔板

 

　　板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管两大类。有降液管的一般液体呈错流式，无降液管的液体呈逆流式。

 

　　错流式(左)和逆流式(右)

 

　　板式塔由塔板不同可以分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌型板和斜孔板等等。其中以泡罩塔，浮阀塔和筛板塔在工业生产中使用较为广泛。

 

　　工业生产对塔板的要求主要是：

 

　　①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。

 

　　②塔板效率要高。

 

　　③塔板压力降要低。

 

　　④操作弹性要大。

 

　　⑤结构简单，易于制造。在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率;对于处理量大的一般性分离(如原油蒸馏等)，主要是考虑通过能力大。

 

　　3、板式塔内部原理

 

　　液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底排出，并在各层塔板的板面上形成流动的液层;气体则在压力差推动下，由塔底向上经过均布在塔板上的开孔依次传播各层塔板由塔顶排出。

 

　　塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流流体力学及传质和传热规律的重要因素。当液体流量一定时，随着气速的增加，可以出现一下几种接触状态：

 

　　①鼓泡接触状态

 

　　气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。由于气泡的数量不多，形成的气液混合物基本上以液体为主，气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。

 

　　②蜂窝状接触状态

 

　　随着气速增加，气泡数量不断增加。当气泡形成速度大于气泡浮升速度时气泡在液层中累积。气泡间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡。由于气泡不易破裂，表面得不到更新，所以此种状态不利于传热和传质。

 

　　③泡沫接触状态

 

　　当气速继续增加，气泡数量急剧增加，气泡不断发生碰撞和破裂，此时板上液体大部分以液膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小，扰动十分剧烈动态泡沫，由于泡沫接触状态表面积大，并不断更新，是一种较好的接触状态。

 

　　④喷射接触状态

 

　　当气速继续增加，把板上液体向上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用落回到塔板上，直径较小的液滴被气体带走，形成液沫夹带。液滴回到塔板上又被分散，这种液滴反复形成和聚集，使传质面积增加，表面不断更新，是一种较好的接触状态。

 

　　4、板式塔的特点

 

　　一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。