精餾塔設備中板式塔的介紹
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設備,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成。
操作時,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(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)生產中使用較為廣泛。
工業(yè)生產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結構簡單,易于制造。在這些要求中,對于要求產品純度高的分離操作,首先應考慮高效率;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及傳質和傳熱規(guī)律的重要因素。當液體流量一定時,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。
③泡沫接觸狀態(tài)
當氣速繼續(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,這種液滴反復形成和聚集,使傳質面積增加,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)上應用較為廣泛。
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