精餾裝置-板式塔的結(jié)構(gòu)和原理

精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置。作為精餾過程的主要設(shè)備，有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。今天就帶大家了解板式塔的結(jié)構(gòu)和原理。一、板式塔

板式塔通常是由一個圓柱型的殼體及沿塔高按一定的間距水平設(shè)置的若干層塔板（或塔盤）所組成。

板式塔實(shí)物圖板式塔結(jié)構(gòu)圖

二、板式塔塔板

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(chǎn)中使用最為廣泛。

三、泡罩塔

泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，它由升氣管及泡罩構(gòu)成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有f80、f100和f150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑大小選擇。泡罩下部周邊開有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。

泡罩邊緣開有縱向齒縫，中心裝升氣管。升氣管直接與塔板連接固定。塔板下方的氣相進(jìn)入升管，然后從齒縫吹出與塔板上液相接觸進(jìn)行傳質(zhì)。由于升氣管作用，避免了低氣速下的漏液現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)：該塔板操作彈性，塔效率也比較高，運(yùn)用較為廣泛。

缺點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塔壓降低，生產(chǎn)強(qiáng)度低，造價高。

四、篩板塔

篩孔塔板簡稱篩板，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開有許多均勻小孔，孔徑一般為3～8mm。篩孔在塔板上為正三角形排列。塔板上設(shè)置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。

篩板塔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價低，生產(chǎn)能力大，板上液面落差小，氣體壓降低，同時塔板效率較高。

缺點(diǎn)是操作彈性小，篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、黏度大的物料。

五、浮閥塔

浮閥是20世紀(jì)二戰(zhàn)后開始研究，50年代開始啟用的一種新型塔板，后來又逐漸出現(xiàn)各種型式的浮閥。

其型式有圓形、方形、條形及傘形等。較多使用圓形浮閥，而圓形浮閥又分為多種型式。

其特點(diǎn)是浮閥取消了泡罩塔的泡罩與升氣管，改在塔上開孔，閥片上裝有限位的三條腿。但是操作時閥片易脫落或卡死。

浮閥可隨氣速的變化上、下自由浮動，提高了塔板的操作彈性、降低塔板的壓降，同時具有較高塔板效率，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

六、橫向比較

板式塔溢流裝置

板式塔的溢流裝置是指溢流堰（出口堰）和降液管。

板式塔內(nèi)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(jīng)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(xué)及傳質(zhì)和傳熱規(guī)律的重要因素。當(dāng)液體流量一定時，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)以下幾種接觸狀態(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(zhì)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(dāng)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(zhì)。

3泡沫接觸狀態(tài)

當(dāng)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(dāng)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(fù)形成和聚集，使傳質(zhì)面積增加，表面不斷更新，是一種較好的接觸狀態(tài)。

工業(yè)生產(chǎn)中一般希望呈現(xiàn)泡沫態(tài)和噴射態(tài)兩種狀態(tài)。