精餾塔的功能和分類
基本功能:形成氣液兩相充分接觸的相界面,使質、熱的傳遞快速有效地進行,接觸混合與傳質後的氣、液兩相能及時分開,互不夾帶。
精餾塔分類:精餾塔的種類很多,按接觸方式可分為連續接觸式(填料塔)和逐級接觸式(闆式塔)兩大類,在吸收和蒸餾操作中應用極廣 。
闆式塔
在圓柱形殼體内按一定間距水平設置若幹層塔闆,液體靠重力作用自上而下流經各層闆後從塔底排出,各層塔闆上保持有一定厚度的流動液層;氣體則在壓強差的推動下,自塔底向上依次穿過各塔闆上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔内逐闆接觸進行質、熱交換,故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。
填料塔
在圓柱形殼體内裝填一定高度的填料,液體經塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上,依靠重力作用沿填料表面自上而下流經填料層後自塔底排出;氣體則在壓強差推動下穿過填料層的空隙,由塔的一端流向另一端。氣液在填料表面接觸進行質、熱交換,兩相的組成沿塔高連續變化。
填料塔和闆式塔的對比
闆式塔 | 填料塔 | |
壓降 | 較大 | 小尺寸填料較大;大尺寸填料及規整填料較小 |
空塔氣速 | 較大 | 小尺寸填料較小;大尺寸填料及規整填料較大 |
塔效率 | 較穩定,效率較高 | 傳統填料低;新型亂堆及規整填料高 |
持液量 | 較大 | 較小 |
液氣比 | 适應範圍較大 | 對液量有一定要求 |
安裝檢修 | 較易 | 較難 |
材質 | 常用金屬材料 | 金屬及非金屬材料均可 |
造價 | 大直徑時較低 | 新型填料投資較大 |
溢流塔闆 :塔闆間有專供液體溢流的降液管 (溢流管),橫向流過塔闆的流體與由下而上穿過塔闆的氣體呈錯流或并流流動。
闆上液體的流徑與液層的高度可通過适當安排降液管的位置及堰的高度給予控制,從而可獲得較高的闆效率,但降液管将占去塔闆的傳質有效面積,影響塔的生産能力。
逆流塔闆(穿流式塔闆):塔闆間沒有降液管,氣、液兩相同時由塔闆上的孔道或縫隙逆向穿流而過,闆上液層高度靠氣體速度維持。
優點:塔闆結構簡單,闆上無液面差,闆面充分利用,生産能力較大;
缺點:闆效率及操作彈性不及溢流塔闆。
泡罩塔闆
液體橫向通過塔闆經溢流堰流入降液管,氣體沿升氣管上升折流經泡罩齒縫分散進入液層,形成兩相混合的鼓泡區。
優點:操作穩定,升氣管使泡罩塔闆低氣速下也不緻産生嚴重的漏液現象,故彈性大。
缺點:結構複雜,造價高,塔闆壓降大,生産強度低。
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