負壓精餾塔的結構和原理
1、傳質機理
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,然後橫向流過塔板,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,液相為連續相,氣相為分散相。
2、功能
為有效地實現氣液兩相之間的傳質,板式塔應具有以下兩方面的功能:
① 在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸,為傳質過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面,減小傳質阻力
② 在塔內應儘量使氣液兩相呈逆流流動,以提供最大的傳質推動力。
由吸收可知,當氣液兩相進、出塔裝置的濃度一定時,兩相逆流接觸時的平均傳質推動力最大。在板式塔內,各塊塔板正是按兩相逆流的原則組合起來的。
但是,在每塊塔板上,由於氣液兩相的劇烈攪動,是不可能達到充分的逆流流動的。為獲得儘可能大的傳質推動力,目前在塔板設計中只能採用錯流流動的方式,即液體橫向流過塔板,而氣體垂直穿過液層。
由此可見,除保證氣液兩相在塔板上有充分的接觸之外,板式塔的設計意圖是,在塔內造成一個對傳質過程最有利的理想流動條件,即在總體上使兩相呈逆流流動,而在每一塊塔板上兩相呈均勻的錯流接觸。
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