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化工精馏塔

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化工精馏塔

2020-07-16 17:18:04
化工精馏塔
详细介绍:

精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质,使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。

塔板的分类

板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备,它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。板式塔正常工作时,液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出;气体在压差推动下,经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出,在每块塔板上皆储有一定的液体,气体穿过板上液层时,两相接触进行传质。

化工精馏塔板式塔种类繁多,通常可分类如下:

①按塔板结构分,有泡罩板、筛板、浮阀板、网孔板、舌形板等等。历史上应用最早的有泡罩塔及筛板塔,20世纪50年代前后,开发了浮阀塔板。现应用最广的是筛饭和浮阀塔板,其他不同型式的塔板也有应用。一些新型塔板或传统塔板的改进型也在陆续开发和研究中。

②按气液两相的流动方式分,有错流式塔板和逆流式塔板,或称有降液管塔板和无降液管塔板。有降液管塔板应用极广,它们具有较高的传质效率和较宽的操作范围;无降液管的逆流式塔板也常称为穿流式塔板,气液两相均由塔板上的孔道通过。塔板结构简单,整个塔板面积利用较充分。常用的有穿流式筛板、穿流式栅板、穿流式波纹板等。

③按液体流动型式分,有单流形、双流形、U形流形及其他流形(如四流形、阶梯形、环流形等)。

单流形塔板应用最为广泛,它结构简单,液流行程长,有利于提高塔板效率。但当塔径或液量过大时,塔板上液面梯度会较大,导致气液分布不均,或造成降液管过载,影响塔板效率和正常操作。

双流形塔板宜用于塔径较大及液流量较大时,此时,液体分流为两股,可以减少溢流堰的液流强度和降液管负荷,同时,也减小了塔板上的液面梯度。但塔板的降液管要相间地置于塔板的中间或两边,多占一些塔板传质面积。

U形流形的塔板进出口堰均置于塔板的同一侧。其间置有高于液层的隔板。以控制液流呈U形流,从而延长液流行程,此种板型在小直径塔及低液量时采用。

四流形、阶梯流形则适于更大直径的塔和很大的液量情况。 

 化工精馏塔

填料的分类

填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔于19世纪中期已应用于工业生产,此后,它与板式塔竞相发展,构成了两类不同的气液传质设备。

填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有支承板。填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板,以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入,经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。

当液体沿填料层下流时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流,壁流效应造成气液两相在填料层分布不均匀,从而使传质效率下降。为此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料的上方。

填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类。

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