内容正文:
板式塔板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备,主要用于气液混合物的分离。整体结构,板式塔的外形一个呈圆柱形的壳体,并配有裙座、塔群、检查口、塔底、出料口、液位计、人孔、蒸汽入口、进料口、回流口、塔顶、排气口、放空口及温度和压力检测仪表。内部按一定间距设置若干的塔盘一流形塔盘由塔板、降液管、受液盘、溢流堰和气液接触元件等组成,顶部设有储物装置。工作原理,工作时,混合物料由进料口入塔,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,并在板面上形成流动的液层,然后越过溢流堰,从另一侧的降液管流至下一层塔板,最后从塔底排出。气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶,最后经塔顶除雾装置由排气口排出。在每块塔板上,由于设置有溢流堰,使板上保持一定厚度的叶层,气体穿过板上叶层时,两相接触进行传热和传质。塔内气液两相的组成,沿塔高层阶梯式变化气液接触状态,当液体流量一定,当气速较低时,气体以鼓泡形式通过液层两厢在气泡表面进行传质。由于气泡的数量不多,气泡表面的流动程度较低,故传质阻力大,传质效率低。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,气泡之间相互碰撞,形成各种多面体的大气泡板上为以气体为主的气液混合物,由于气泡不易破裂,表面得不到更新,因此不利于传热传质。当气速继续增加,气泡数量急剧增多,气泡不断发生碰撞和破裂。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、扰动十分剧烈的动态泡沫。踏板上液体层较薄,此时气液接触表面积大并不断更新,是一种较好的接触状态。当气速很大时,由于气体动能很大,把板上的液体破碎成许多大大小小的液滴,并被抛到踏板上方空间。当液滴受重力作用回落到塔板上,又再次被破碎抛出液体,已不断更新的液滴形态分散在气象中气液,两相在液滴表面充分接触,且生产能力大,但叶沫夹带较多,所以多数板式塔均控制在泡沫接触状态下工作。常见塔板类型板式塔有多种形式,按其出现的年代主要有,泡罩塔是应用最早的塔型塔板上的主要部件。炮罩是安装在生气管上的中型照支。在塔板上沿周边开有长条形或圆形小孔,或做成齿缝状供蒸汽通过的生气管与泡罩之间形成环形通道。操作时气体延伸,气管上升,从齿缝吹出,形成泡沫层。泡罩塔操作弹性较大,不易漏液,但结构复杂,压降大、造价高,逐渐被其他塔型取代。筛板塔出现略迟于泡罩塔塔盘上钻有均匀分布的小孔,一般为正三角形排列。塔板上设置溢流堰,操作时气体经筛孔分散成小股,气流鼓泡通过叶层。筛板塔具有结构简单,造价低压降小,生产能力大,但操作弹性较小,筛孔容易堵塞。伏法塔是20世纪50年代初发展起来的塔形塔板上开有若干个阀孔,每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片,称为浮罚。阀片下有三条带角钩的阀腿,插入阀孔后将阀腿底角沟翻转90度,可防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片,防止阀片与板面的粘结。操作时气流经阀孔上升,顶开阀片穿过环形缝隙,再以水平方向吹入叶层形成泡沫,浮阀开度随气量自动调节。浮阀塔生产能力大,操作弹性大,塔板效率高,造价低,但浮阀容易松脱或卡住,且不宜用在易结构结胶的介质。为解决板压降膏和液沫夹带量大的问题,开发出了蛇形塔舌形塔板的气体通道是按一定排列方式冲出的舌片孔,舌孔方向与液流方向一致。气体从舌孔喷出时,可减薄液层,减少雾沫夹带,但操作弹性小,踏板效率低。针对该问题,有人将固定舌片改为活动舌片,使舌片与板面的夹角随气体流量的不同自动调整。针对真空精馏对低压降的特殊要求,开发出了林德塔板,其在筛板上布置一定数量与板上液流方向一致的导向斜孔。由于气流的推动作用,板上液体的返混程度降低。林德踏板把踏板入口附近的板面适当抬高,使穿塔板的气流分布更均匀。常见塔板的各项指标如表所示。在板式塔的设计工作中,应该根据实际情况和具体的需要选择合适的踏板类型。