项目五 溶液蒸馏1(课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版)

项目五 溶液蒸馏 板式塔结构简图 1-塔壳；2-塔板；3-出口溢流堰； 4-受液盘；5-降液管 任务一 蒸馏设备及其选择 塔设备 板式塔 填料塔 1 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。 进料 回流液 塔顶气相 塔底液相 裙座结构 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 ①　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。 ② 降液管（液体通道） 液体流通通道，多为弓形。 ③ 受液盘 塔板上接受液体的部分。 ④ 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 7 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： ①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。 ②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。 8 （2）板式塔性能要求 ① 生产能力大； ② 塔板效率高； ③ 具有适当的操作弹性； ④ 塔板阻力小； ⑤ 塔结构简单，易于加工制造，维修保养。 （3）设计的基本任务 设计分为两个阶段：基础设计（初步设计）； 详细设计（施工设计）。 基础设计阶段的设计任务： ① 根据精馏过程严格的分离计算获得塔设计的基础数据； ② 根据体系性质、气液流量以及操作条件选择适宜的塔型； ③ 根据基础数据确定塔径、塔盘间距、液流形式及塔盘设计； ④ 塔盘水力学性能校核。 详细设计阶段的设计任务： 按基础设计提供的工艺尺寸进行具体布置和安排，即对塔体、塔板用材的选择，机械强度和结构的设计，精馏塔进料、回流、采出等物流管线的配管设计，以及人孔、扶梯平台等辅助配件的设计。 2 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： ① 过量雾沫夹带液泛 原因： ① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板； ② 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 降液管液泛 当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻力增大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难以维持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到上一层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液管内液泛。 说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。 （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 。 3 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。 （1）鼓泡状态 （2）蜂窝状态（3）泡沫状态（4）喷射状态 ①　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。 ② 喷射状态 从筛孔或阀孔中吹出的高速气流将液相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。 感谢聆听 $$