板框壓濾機(jī)的選型及工作原理

板框壓濾機(jī)的選型及工作原理板框壓濾機(jī)由交替排列的濾板和濾框構(gòu)成一組濾室。濾板的外表有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板、框。板、框之間的濾布起密封墊片的作用。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時(shí)還通入壓縮空氣，除去剩余的洗滌液。隨后翻開壓濾機(jī)卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊板、框，開始下一工作循環(huán)。

板框壓濾機(jī)對(duì)于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%以下，操作壓力一般為0.3～0.6兆帕，特殊的可達(dá)3兆帕或更高。過濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。板框通常為正方形，濾框的內(nèi)邊長為320～2000毫米，框厚為16～80毫米，過濾面積為1～1200米2。板與框用手動(dòng)螺旋、電動(dòng)螺旋和液壓等方式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。

板框式壓濾機(jī)主要由止推板(固定濾板)、壓緊板(活動(dòng)濾板)、濾板和濾框、橫梁(扁鐵架)、過濾介質(zhì)(濾布或?yàn)V紙等)、壓緊裝置、集液槽等組成(參見附圖一-一八)，其中過濾介質(zhì)和集液槽由用戶自備，也可由本廠代配。

板框壓濾機(jī)有手動(dòng)壓緊、機(jī)械壓緊和液壓壓緊二種形式。手動(dòng)壓緊是螺旋千斤頂推動(dòng)壓緊板壓緊；機(jī)械壓緊是電動(dòng)機(jī)配H型減速箱，經(jīng)機(jī)架傳動(dòng)部件推動(dòng)壓緊板壓緊；液壓壓緊是有液壓站經(jīng)機(jī)架上的液壓缸部件推動(dòng)壓緊板壓緊。兩橫梁把止推板和壓緊裝置連在一起構(gòu)成機(jī)架，機(jī)架上壓緊板與壓緊裝置餃接，在止推板和壓緊板之間依次交替排列著濾板和濾框，濾板和濾框之間夾著過濾介質(zhì)；壓緊裝置推動(dòng)壓緊板，將所有濾板和濾框壓緊在機(jī)架中，到達(dá)額定壓緊力后，即可進(jìn)行過濾。懸浮液從止推板上的進(jìn)料孔進(jìn)入各濾室(濾框與相鄰濾板構(gòu)成濾室)，固體顆粒被過濾介質(zhì)截留在濾室內(nèi)，濾液那么透過介質(zhì)，由出液孔排出機(jī)外。

壓濾機(jī)的出液有明流和暗流兩種形式，濾液從每塊濾板的出液孔直接排出機(jī)外的稱明流式，明流式便于監(jiān)視每塊濾板的過濾情況，發(fā)現(xiàn)某濾板濾液不純，即可關(guān)閉該板出液口；假設(shè)各塊濾板的濾液集合從一條出液管道排出機(jī)外的那么稱暗流式，暗流式用于濾液易揮發(fā)或?yàn)V液對(duì)人體有害的懸浮液的過濾。

壓濾機(jī)根據(jù)是否需要對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌，又可分為可洗和不可洗兩種形式，可以洗滌的稱可洗式，否那么稱為不可洗式。可洗式壓濾機(jī)的濾板有兩種形式，板上開有洗滌液進(jìn)液孔的稱為有孔濾板(也稱洗滌板)，未開洗滌液進(jìn)液孔的稱無孔濾板(也稱非洗滌板)。可洗式壓濾機(jī)又有單向洗滌和雙向洗滌之分，單向洗滌是由有孔濾板和無孔濾板組合交替放置；雙向洗滌濾板都為有孔濾板，但相鄰兩塊濾板的洗滌應(yīng)錯(cuò)開放置，不能同時(shí)通過洗滌液。壓濾機(jī)工作原理：

壓濾機(jī)用于固體和液體的別離。與其它固液別離設(shè)備相比，壓濾機(jī)過濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的別離效果。固液別離的根本原理是：混合液流經(jīng)過濾介質(zhì)〔濾布〕，固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液局部那么滲透過濾布，成為不含固體的清液。

隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時(shí)間越長，別離效率越高。特殊設(shè)計(jì)的濾布可截留粒徑小于1μm的粒子。壓濾機(jī)除了優(yōu)良的別離效果和泥餅高含固率外，還可提供進(jìn)一步的別離過程：

在過濾的過程中可同時(shí)結(jié)合對(duì)過濾泥餅進(jìn)行有效的洗滌。

從而有價(jià)值的物質(zhì)可得到回收并且可以獲得高純度的過濾泥餅。

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濾渣量與過濾面積沒有直接必然的聯(lián)系。

濾渣量=壓濾腔體積*充裝系數(shù)*濾腔數(shù)量*壓榨渣餅堆密度

關(guān)于是否容易卸料：

1〕充裝系數(shù)取0.5左右，增大壓榨壓力、壓榨時(shí)間、減少濾渣固含量；

2〕增大濾渣的顆粒度；

3〕濾渣本身性質(zhì)不發(fā)粘；過濾操作的特點(diǎn)是，隨著過濾操作的進(jìn)行，濾餅厚度逐漸增大，過濾的阻力就逐漸增大。如果在一定的壓力差〔P1-P2〕條件下操作，過濾速率必逐漸減小。如果想保持一定的過濾速率，可以隨著過濾操作的進(jìn)行，逐漸增大壓力差，來克服逐漸增大的過濾阻力。所以濾餅的質(zhì)量還與充許的壓力差有關(guān)。精餾塔的操作〔給2樓解壓后粘貼〕

填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個(gè)方面考慮，通過控制系統(tǒng)建立并調(diào)節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足別離要求。

控制系統(tǒng)可采用手動(dòng)、一般自動(dòng)化儀表或智能計(jì)算機(jī)操作。

(一)、控制參數(shù)

圖中表示了塔操作控制的典型參數(shù)，其中6個(gè)流量參數(shù)：進(jìn)料量、塔頂和塔釜產(chǎn)品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。

除流量參數(shù)外，還有壓力、塔釜液位、回流罐液位、塔頂產(chǎn)品組成和塔釜產(chǎn)品組成等參數(shù)。

精餾塔常用控制參數(shù)

壓力和液位控制是為了建立塔穩(wěn)態(tài)操作條件，液位恒定阻止了液體累積，壓力恒定阻止了氣體累積。對(duì)于一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)，假設(shè)不阻止累積就不可能取得穩(wěn)態(tài)操作，也就不可能穩(wěn)定。壓力是精餾操作的主要控制參數(shù)，壓力除影響氣體累積外,還影響冷凝、蒸發(fā)、溫度、組成、相對(duì)揮發(fā)度等塔內(nèi)發(fā)生的幾乎所有過程。

產(chǎn)品組成控制可以直接使用產(chǎn)品組成測定值,也可以采用代表產(chǎn)品組成的物性，如密度、蒸氣壓等。最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。

(二)、填料塔操作瓶頸及解決方法

任何一個(gè)設(shè)計(jì)都不可能把裝置中的每個(gè)設(shè)備及每個(gè)設(shè)備中的每個(gè)局部設(shè)計(jì)在同一最大負(fù)荷百分?jǐn)?shù)下操作,而許多工廠那么希望采取各種手段使裝置生產(chǎn)能力到達(dá)最大,這就使裝置中的至少一個(gè)局部成為操作瓶頸,填料塔操作中,填料塔的任一局部、塔頂冷凝器、塔釜再沸器等都可能成為操作瓶頸,這里所指的瓶頸是指裝置已到達(dá)設(shè)計(jì)負(fù)荷需進(jìn)一步提高別離效率和生產(chǎn)能力,而裝置中的某一設(shè)備或某一設(shè)備的某一局部限制了生產(chǎn)能力和別離效率的提高。

1、填料塔為操作瓶頸

填料塔在設(shè)計(jì)氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作可取得所需的別離效率,超過此負(fù)荷范圍,會(huì)導(dǎo)致別離效率下降、壓降升高泛塔等現(xiàn)象,多數(shù)情況下填料塔操作提高處理能力和別離效率的瓶頸是填料塔本身。

(1)填料塔處理能力的提高

①增、降壓操作

假設(shè)設(shè)備及工藝條件允許,適當(dāng)增、降塔壓是提高填料塔處理能力的最好方法。

在常壓附近,提高壓力可使處理量提高,低壓、相對(duì)揮發(fā)度高及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力變化不大時(shí),增壓操作對(duì)處理量提高最大。壓力較高,有時(shí)降低壓力可提高處理能力,在高壓、相對(duì)揮發(fā)度低及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力升高而降低很大的場合,降壓操作處理量提高較大。

②進(jìn)料的預(yù)熱

填料塔進(jìn)料以上填料段和進(jìn)料以下填料段通常并不是在同一泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)下操作,普通精餾通常為泡點(diǎn)進(jìn)料,假設(shè)將進(jìn)料預(yù)熱或預(yù)冷,可以使塔的上下段負(fù)荷發(fā)生變化,假設(shè)進(jìn)料段以下為操作瓶頸,熱進(jìn)料可降低塔釜熱負(fù)荷和下段氣液相負(fù)荷,代價(jià)為上段氣液相負(fù)荷有所增加。相反,假設(shè)上段為瓶頸,冷進(jìn)料降低了上段的氣液相負(fù)荷,代價(jià)是下段填料負(fù)荷有所增加。

這種方法提高幅度通常較小,但對(duì)進(jìn)料以下氣液比很大的場合,這種方法調(diào)節(jié)幅度較大,這時(shí)對(duì)塔的效率影響也大。過熱進(jìn)料影響上段的別離效率,過冷進(jìn)料影響下段的別離效率,一般認(rèn)為過冷進(jìn)料對(duì)塔本身的別離效率影響不大,只有一塊理論板,但對(duì)高效填料塔影響會(huì)超過此值,對(duì)于液氣比很高的場合影響也會(huì)超過此值。

過冷進(jìn)料提高進(jìn)料以上段的處理能力是以降低進(jìn)料以下段的別離效率為代價(jià)的。液相過熱進(jìn)料對(duì)塔體本身的別離效率影響很小,氣相過熱進(jìn)料降低了進(jìn)料以上段的別離效率。

③增加操作的穩(wěn)定性

填料塔阻力小,持液量低,耐波動(dòng)性能差。填料塔在接近上限負(fù)荷操作,很小的波動(dòng)就會(huì)使塔超過負(fù)荷上限,效率下降,一旦效率下降,很難恢復(fù),特別是理論級(jí)數(shù)多的塔,平衡時(shí)間很長,為了能夠使填料塔在上限操作,穩(wěn)定操作,減少外界條件變化至關(guān)重要,好的控制系統(tǒng)起很大作用,增強(qiáng)填料塔的操作穩(wěn)定性,一般可提高5%~10%的處理能力。

④降低回收率

提高生產(chǎn)能力的另一方法是降低回流比,使回收率下降,這種方法雖不提倡,但工廠在生產(chǎn)能力受限制時(shí)或多或少的不自覺地采用了。回收率降到某一數(shù)值后,繼續(xù)降低收率提高處理能力,不再經(jīng)濟(jì)。因?yàn)槭章试俳档?產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也不再提高。采取以上措施應(yīng)注意各液體分布器的操作彈性。

(2)填料塔別離效率的提高

工廠經(jīng)常會(huì)提出提高別離效率,以提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率的要求。與提高處理能力類似,可采用以下方法。

①增加回流

一個(gè)塔的別離效率一定,假設(shè)不在最大負(fù)荷下操作,提高別離效率的最簡單方法是增大回流比。

②增、降壓操作

前已表達(dá),一般物系壓力上升,相對(duì)揮發(fā)度減小,降壓操作可增大物系的相對(duì)揮發(fā)度,因此假設(shè)填料塔不在最大負(fù)荷下操作,可適當(dāng)降壓操作,提高別離效率;假設(shè)填料塔已在最大負(fù)荷下操作,可適當(dāng)增壓并增加回流比操作。

③進(jìn)料的預(yù)冷、預(yù)熱

為了提高塔上段的別離效率,可采用預(yù)冷進(jìn)料；相反,為了提高塔下段的別離效率可采用預(yù)熱進(jìn)料。

④增強(qiáng)塔操作的穩(wěn)定性

增強(qiáng)塔操作的穩(wěn)定性同樣可以提高塔的別離效率,如圖2所示,產(chǎn)品中雜質(zhì)含量低意味著需要較高的別離效率,穩(wěn)定操作時(shí)需要的別離級(jí)數(shù)較少。從能耗角度看,穩(wěn)定操作能耗最少。

⑤降低收率

減小產(chǎn)品采出量,使產(chǎn)品質(zhì)量提高,但收率降低。

圖2操作穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2、塔頂冷凝器為操作瓶頸

塔頂冷凝器在操作后期經(jīng)常會(huì)成為操作瓶頸,可采用以下措施:

(1)提高操作壓力。壓力升高塔頂溫度提高,換熱溫差加大。

(2)降低進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度降低,進(jìn)料以下內(nèi)回流加大,從而減少上升蒸氣量,減少塔頂熱負(fù)荷。

3、塔釜再沸器為操作瓶頸

塔釜再沸器為操作瓶頸可采取以下措施解決:

(1)降低操作壓力。壓力降低,塔釜溫度降低,換熱溫差加大,加熱量增加。

(2)提高進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度提高,減少進(jìn)料以下的內(nèi)回流,從而減少了所需加熱量。

五、填料塔常見故障診斷與處理

填料塔達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)統(tǒng)稱為故障。填料塔的故障可由一個(gè)因素引起,也可能同時(shí)由多個(gè)因素引起,一旦出現(xiàn)故障,工廠總是希望盡快找出故障原因,以最少的費(fèi)用盡快解決問題。故障診斷者應(yīng)對(duì)塔及其附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)及有關(guān)方面的知識(shí)有很深的了解,了解得越多,故障診斷越容易。故障診斷應(yīng)從最簡單最明顯處著手,可遵循以下步驟:

假設(shè)故障嚴(yán)重,涉及平安、環(huán)保或不能維持生產(chǎn),應(yīng)立即停車,分析、處理故障。

假設(shè)故障不嚴(yán)重,應(yīng)在盡量減少對(duì)平安、環(huán)境及利潤損害的前提下繼續(xù)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中取得數(shù)據(jù)及一些特征現(xiàn)象,在不影響生產(chǎn)的前提下,做一些操作變動(dòng),以取得更多的數(shù)據(jù)和特征現(xiàn)象。如有可能還可進(jìn)行全回流操作,為故障分析提供分析數(shù)據(jù)。

分析塔過去的操作數(shù)據(jù),或與同類裝置相比擬,從中找出相同與不同點(diǎn)。假設(shè)塔操作由好變壞,找出變化時(shí)間及變化前后的差異,從而找出原因。

故障診斷不要只限于塔本身,塔的上游裝置及附屬設(shè)備,如泵、換熱器以及管道等都應(yīng)在分析范疇內(nèi)。

儀表讀數(shù)及分析數(shù)據(jù)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致塔的不良操作。每當(dāng)故障出現(xiàn),首先對(duì)儀表讀數(shù)及分析數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉分析,特別要進(jìn)行物料平衡,熱量平衡及相平衡分析,以確定其準(zhǔn)確性。

有些故障是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的。對(duì)設(shè)計(jì)引起故障的檢查應(yīng)首先檢查圖紙,看是否有明顯失誤之處,分析此失誤是否為發(fā)生故障的原因;其次,要進(jìn)行流體力學(xué)核算,核算某處是否有超過上限操作的情況;此外,還需對(duì)實(shí)際操作傳質(zhì)進(jìn)行模擬計(jì)算,檢查實(shí)際傳質(zhì)效率的上下。精餾塔的操作來源填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個(gè)方面考慮，通過控制系統(tǒng)建立并調(diào)節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足別離要求。

控制系統(tǒng)可采用手動(dòng)、一般自動(dòng)化儀表或智能計(jì)算機(jī)操作。

一、控制參數(shù)

塔操作控制的典型參數(shù)，其中6個(gè)流量參數(shù)：進(jìn)料量、塔頂和塔釜產(chǎn)品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。

除流量參數(shù)外，還有壓力、塔釜液位、回流罐液位、塔頂產(chǎn)品組成和塔釜產(chǎn)品組成等參數(shù)。

精餾塔常用控制參數(shù)

壓力和液位控制是為了建立塔穩(wěn)態(tài)操作條件，液位恒定阻止了液體累積，壓力恒定阻止了氣體累積。對(duì)于一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)，假設(shè)不阻止累積就不可能取得穩(wěn)態(tài)操作，也就不可能穩(wěn)定。壓力是精餾操作的主要控制參數(shù)，壓力除影響氣體累積外，還影響冷凝、蒸發(fā)、溫度、組成、相對(duì)揮發(fā)度等塔內(nèi)發(fā)生的幾乎所有過程。

產(chǎn)品組成控制可以直接使用產(chǎn)品組成測定值，也可以采用代表產(chǎn)品組成的物性，如密度、蒸氣壓等。最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。

二、填料塔操作瓶頸及解決方法

任何一個(gè)設(shè)計(jì)都不可能把裝置中的每個(gè)設(shè)備及每個(gè)設(shè)備中的每個(gè)局部設(shè)計(jì)在同一最大負(fù)荷百分?jǐn)?shù)下操作，而許多工廠那么希望采取各種手段使裝置生產(chǎn)能力到達(dá)最大，這就使裝置中的至少一個(gè)局部成為操作瓶頸，填料塔操作中，填料塔的任一局部、塔頂冷凝器、塔釜再沸器等都可能成為操作瓶頸，這里所指的瓶頸是指裝置已到達(dá)設(shè)計(jì)負(fù)荷需進(jìn)一步提高別離效率和生產(chǎn)能力，而裝置中的某一設(shè)備或某一設(shè)備的某一局部限制了生產(chǎn)能力和別離效率的提高。

1、填料塔為操作瓶頸

填料塔在設(shè)計(jì)氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作可取得所需的別離效率，超過此負(fù)荷范圍，會(huì)導(dǎo)致別離效率下降、壓降升高泛塔等現(xiàn)象，多數(shù)情況下填料塔操作提高處理能力和別離效率的瓶頸是填料塔本身。

(1)填料塔處理能力的提高

①增、降壓操作

假設(shè)設(shè)備及工藝條件允許，適當(dāng)增、降塔壓是提高填料塔處理能力的最好方法。

在常壓附近，提高壓力可使處理量提高，低壓、相對(duì)揮發(fā)度高及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力變化不大時(shí)，增壓操作對(duì)處理量提高最大。壓力較高，有時(shí)降低壓力可提高處理能力，在高壓、相對(duì)揮發(fā)度低及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力升高而降低很大的場合，降壓操作處理量提高較大。

②進(jìn)料的預(yù)熱

填料塔進(jìn)料以上填料段和進(jìn)料以下填料段通常并不是在同一泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)下操作，普通精餾通常為泡點(diǎn)進(jìn)料，假設(shè)將進(jìn)料預(yù)熱或預(yù)冷，可以使塔的上下段負(fù)荷發(fā)生變化，假設(shè)進(jìn)料段以下為操作瓶頸，熱進(jìn)料可降低塔釜熱負(fù)荷和下段氣液相負(fù)荷，代價(jià)為上段氣液相負(fù)荷有所增加。相反，假設(shè)上段為瓶頸，冷進(jìn)料降低了上段的氣液相負(fù)荷，代價(jià)是下段填料負(fù)荷有所增加。

這種方法提高幅度通常較小，但對(duì)進(jìn)料以下氣液比很大的場合，這種方法調(diào)節(jié)幅度較大，這時(shí)對(duì)塔的效率影響也大。過熱進(jìn)料影響上段的別離效率，過冷進(jìn)料影響下段的別離效率，一般認(rèn)為過冷進(jìn)料對(duì)塔本身的別離效率影響不大，只有一塊理論板，但對(duì)高效填料塔影響會(huì)超過此值，對(duì)于液氣比很高的場合影響也會(huì)超過此值。

過冷進(jìn)料提高進(jìn)料以上段的處理能力是以降低進(jìn)料以下段的別離效率為代價(jià)的。液相過熱進(jìn)料對(duì)塔體本身的別離效率影響很小，氣相過熱進(jìn)料降低了進(jìn)料以上段的別離效率。

③增加操作的穩(wěn)定性

填料塔阻力小，持液量低，耐波動(dòng)性能差。填料塔在接近上限負(fù)荷操作，很小的波動(dòng)就會(huì)使塔超過負(fù)荷上限，效率下降，一旦效率下降，很難恢復(fù)，特別是理論級(jí)數(shù)多的塔，平衡時(shí)間很長，為了能夠使填料塔在上限操作，穩(wěn)定操作，減少外界條件變化至關(guān)重要，好的控制系統(tǒng)起很大作用，增強(qiáng)填料塔的操作穩(wěn)定性，一般可提高5%~10%的處理能力。

④降低回收率

提高生產(chǎn)能力的另一方法是降低回流比，使回收率下降，這種方法雖不提倡，但工廠在生產(chǎn)能力受限制時(shí)或多或少的不自覺地采用了?；厥章式档侥骋粩?shù)值后，繼續(xù)降低收率提高處理能力，不再經(jīng)濟(jì)。因?yàn)槭章试俳档?，產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也不再提高。采取以上措施應(yīng)注意各液體分布器的操作彈性。

(2)填料塔別離效率的提高

工廠經(jīng)常會(huì)提出提高別離效率，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率的要求。與提高處理能力類似，可采用以下方法。

①增加回流

一個(gè)塔的別離效率一定，假設(shè)不在最大負(fù)荷下操作，提高別離效率的最簡單方法是增大回流比。

②增、降壓操作

前已表達(dá)，一般物系壓力上升，相對(duì)揮發(fā)度減小，降壓操作可增大物系的相對(duì)揮發(fā)度，因此假設(shè)填料塔不在最大負(fù)荷下操作，可適當(dāng)降壓操作，提高別離效率;假設(shè)填料塔已在最大負(fù)荷下操作，可適當(dāng)增壓并增加回流比操作。

③進(jìn)料的預(yù)冷、預(yù)熱

為了提高塔上段的別離效率，可采用預(yù)冷進(jìn)料；相反，為了提高塔下段的別離效率可采用預(yù)熱進(jìn)料。

④增強(qiáng)塔操作的穩(wěn)定性

增強(qiáng)塔操作的穩(wěn)定性同樣可以提高塔的別離效率，如圖2所示，產(chǎn)品中雜質(zhì)含量低意味著需要較高的別離效率，穩(wěn)定操作時(shí)需要的別離級(jí)數(shù)較少。從能耗角度看，穩(wěn)定操作能耗最少。

⑤降低收率

減小產(chǎn)品采出量，使產(chǎn)品質(zhì)量提高，但收率降低。

2、塔頂冷凝器為操作瓶頸

塔頂冷凝器在操作后期經(jīng)常會(huì)成為操作瓶頸，可采用以下措施:

(1)提高操作壓力。壓力升高塔頂溫度提高，換熱溫差加大。

(2)降低進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度降低，進(jìn)料以下內(nèi)回流加大，從而減少上升蒸氣量，減少塔頂熱負(fù)荷。

3、塔釜再沸器為操作瓶頸

塔釜再沸器為操作瓶頸可采取以下措施解決:

(1)降低操作壓力。壓力降低，塔釜溫度降低，換熱溫差加大，加熱量增加。

(2)提高進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度提高，減少進(jìn)料以下的內(nèi)回流，從而減少了所需加熱量。

三、填料塔常見故障診斷與處理

填料塔達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)統(tǒng)稱為故障。填料塔的故障可由一個(gè)因素引起，也可能同時(shí)由多個(gè)因素引起，一旦出現(xiàn)故障，工廠總是希望盡快找出故障原因，以最少的費(fèi)用盡快解決問題。故障診斷者應(yīng)對(duì)塔及其附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)及有關(guān)方面的知識(shí)有很深的了解，了解得越多，故障診斷越容易。故障診斷應(yīng)從最簡單最明顯處著手，可遵循以下步驟:

假設(shè)故障嚴(yán)重，涉及平安、環(huán)?；虿荒芫S持生產(chǎn)，應(yīng)立即停車，分析、處理故障。

假設(shè)故障不嚴(yán)重，應(yīng)在盡量減少對(duì)平安、環(huán)境及利潤損害的前提下繼續(xù)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中取得數(shù)據(jù)及一些特征現(xiàn)象，在不影響生產(chǎn)的前提下，做一些操作變動(dòng)，以取得更多的數(shù)據(jù)和特征現(xiàn)象。如有可能還可進(jìn)行全回流操作，為故障分析提供分析數(shù)據(jù)。

分析塔過去的操作數(shù)據(jù)，或與同類裝置相比擬，從中找出相同與不同點(diǎn)。假設(shè)塔操作由好變壞，找出變化時(shí)間及變化前后的差異，從而找出原因。

故障診斷不要只限于塔本身，塔的上游裝置及附屬設(shè)備，如泵、換熱器以及管道等都應(yīng)在分析范疇內(nèi)。

儀表讀數(shù)及分析數(shù)據(jù)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致塔的不良操作。每當(dāng)故障出現(xiàn)，首先對(duì)儀表讀數(shù)及分析數(shù)據(jù)進(jìn)行交*分析，特別要進(jìn)行物料平衡，熱量平衡及相平衡分析，以確定其準(zhǔn)確性。

有些故障是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的。對(duì)設(shè)計(jì)引起故障的檢查應(yīng)首先檢查圖紙，看是否有明顯失誤之處，分析此失誤是否為發(fā)生故障的原因;其次，要進(jìn)行流體力學(xué)核算，核算某處是否有超過上限操作的情況;此外，還需對(duì)實(shí)際操作傳質(zhì)進(jìn)行模擬計(jì)算，檢查實(shí)際傳質(zhì)效率的上下。精餾塔在開工前要進(jìn)行水聯(lián)運(yùn)的，以水模擬物料，進(jìn)行試車，一般運(yùn)行運(yùn)行7～20天，對(duì)于精餾塔內(nèi)的鐵銹或油類根本可以除去，假假設(shè)油類對(duì)于產(chǎn)品影響比擬大的話，就有必要考慮其他方法了！

但是對(duì)于塔內(nèi)件的焊渣，就必須除去，否那么會(huì)影響液體的分布效果?。⌒滤惭b好后首先要做的是熱緊

就是以水代料蒸餾，在此過程中把所有法蘭連接處重新緊固

然后整個(gè)塔系統(tǒng)灌水打壓試漏

沒有問題了再以水代料蒸餾兩次

確認(rèn)放下來的水是干凈的

如果不干凈

再用乙醇蒸餾兩次，確認(rèn)無可見雜質(zhì)和油污

方可為清洗干凈精餾操作根本知識(shí)

1、何為相和相平衡：

答：相就是指在系統(tǒng)中具有相同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻局部，不同相之間往往有一個(gè)相界面，把不同的相分別開。系統(tǒng)中相數(shù)的多少與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。如水和冰混合在一起，水為液相，冰為固相。一般情況下，物料在精餾塔內(nèi)是氣、液兩相。

在一定的溫度和壓力下，如果物料系統(tǒng)中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的相，物料在各相的相對(duì)量以及物料中各組分在各個(gè)相中的濃度不隨時(shí)間變化，我們稱系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。平衡時(shí)，物質(zhì)還是在不停地運(yùn)動(dòng)，但是，各個(gè)相的量和各組分在各項(xiàng)的濃度不隨時(shí)間變化，當(dāng)條件改變時(shí)，將建立起新的相平衡，因此相平衡是運(yùn)動(dòng)的、相對(duì)的，而不是靜止的、絕對(duì)的。比方：在精餾系統(tǒng)中，精餾塔板上溫度較高的氣體和溫度較低的液體相互接觸時(shí)，要進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，其結(jié)果是氣體局部冷凝，形成的液相中高沸點(diǎn)組分的濃度不斷增加。塔板上的液體局部氣化，形成的氣相中低沸點(diǎn)組分的濃度不斷增加。但是這個(gè)傳熱、傳質(zhì)過程并不是無止境的，當(dāng)氣液兩相到達(dá)平衡時(shí)，其各組分的兩相的組成就不再隨時(shí)間變化了。

2、何為飽和蒸汽壓？

答：在一定的溫度下，與同種物質(zhì)的液態(tài)〔或固態(tài)〕處于平衡狀態(tài)的蒸汽所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫飽和蒸汽壓，它隨溫度的升高而增加。眾所周知，放在杯子里的水，會(huì)因不斷蒸發(fā)變得愈來愈少。如果把純水放在一個(gè)密閉容器里，并抽走上方的空氣，當(dāng)水不斷蒸發(fā)時(shí)，水面上方氣相的壓力，即水的蒸汽所具有的壓力就不斷增加。但是，當(dāng)溫度一定時(shí)，氣相壓力最中將穩(wěn)定在一個(gè)固定的數(shù)值上，這時(shí)的壓力稱為水在該溫度下的飽和蒸汽壓。

應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)氣相壓力的數(shù)值到達(dá)飽和蒸汽壓力的數(shù)值是，液相的水分子仍然不斷地氣化，氣相中的水分子也不斷地冷凝成液體，只是由于水的氣化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液體量才沒有減少，氣體量也沒有增加，氣體和液體到達(dá)平衡狀態(tài)。所以，液態(tài)純物質(zhì)蒸汽所具有的壓力為其飽和蒸汽壓時(shí)，氣液兩相即到達(dá)了相平衡。

3、何為精餾，精餾的原理是什么？

答：把液體混合物進(jìn)行屢次局部汽化，同時(shí)又把產(chǎn)生的蒸汽屢次局部冷凝，使混合物別離為所要求組分的操作過程稱為精餾。

為什么把液體混合物進(jìn)行屢次局部汽化同時(shí)又屢次局部冷凝，就能別離為純或比擬純的組分呢？對(duì)于一次汽化，冷凝來說，由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同，當(dāng)其在一定溫度下局部汽化時(shí)，因低沸點(diǎn)物易于氣化，故它在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對(duì)局部汽化所得蒸汽進(jìn)行局部冷凝時(shí)，因高沸點(diǎn)物易于冷凝，使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高，而為冷凝氣中低沸點(diǎn)物的濃度比冷凝液中要高。這樣經(jīng)過一次局部汽化和局部冷凝，使混合液通過各組分濃度的改變得到了初步別離。如果屢次的這樣進(jìn)行下去，將最終在液相中留下的根本上是高沸點(diǎn)的組分，在氣相中留下的根本上是低沸點(diǎn)的組分。由此可見，屢次局部汽化和屢次局部冷凝同時(shí)進(jìn)行，就可以將混合物別離為純或比擬純的組分。

液體氣化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量。為了合理的利用熱量，我們可以把氣體冷凝時(shí)放出的熱量供應(yīng)液體氣化時(shí)使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在傳熱同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)。為了滿足這一要求，在實(shí)踐中，這種屢次局部汽化伴隨屢次局部冷凝的過程是逆流作用的板式設(shè)備中進(jìn)行的。所謂逆流，就是因液體受熱而產(chǎn)生的溫度較高的氣體，自下而上地同塔頂因冷凝而產(chǎn)生的溫度較低的回流液體〔富含低沸點(diǎn)組分〕作逆向流動(dòng)。塔內(nèi)所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過程如下1〕氣液兩相進(jìn)行熱的交換，利用局部汽化所得氣體混合物中的熱來加熱局部冷凝所得的液體混合物；2〕氣液兩相在熱交換的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)的交換。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱二局部汽化。此時(shí)，因揮發(fā)能力的差異〔低沸點(diǎn)物揮發(fā)能力強(qiáng)，高沸點(diǎn)物揮發(fā)能力差〕，低沸點(diǎn)物比高沸點(diǎn)物揮發(fā)多，結(jié)果表現(xiàn)為低沸點(diǎn)組分從液相轉(zhuǎn)為氣相，氣相中易揮發(fā)組分增濃；同理，溫度較高的氣相混合物，因加熱了溫度較低的液體混合物，而使自己局部冷凝，同樣因?yàn)閾]發(fā)能力的差異，使高沸點(diǎn)組分從氣相轉(zhuǎn)為液相，液相中難揮發(fā)組分增濃。

精餾塔是由假設(shè)干塔板組成的，塔的最上部稱為塔頂，塔的最下部稱為塔釜。塔內(nèi)的一塊塔盤只進(jìn)行一次局部汽化和局部冷凝，塔盤數(shù)愈多，局部汽化和局部冷凝的次數(shù)愈多，別離效果愈好。

通過整個(gè)精餾過程，最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分，塔釜得到的根本上是難揮發(fā)的組分。

4、什么是露點(diǎn)？

答：把氣體混合物在壓力不變的條件下降溫冷卻，當(dāng)冷卻到某一溫度時(shí)，產(chǎn)生的第一個(gè)微小的液滴，此溫度叫做該混合物在指定壓力下的露點(diǎn)溫度，簡稱露點(diǎn)。處于露點(diǎn)溫度下的氣體稱為飽和氣體。從精餾塔頂蒸出的氣體溫度，就是處在露點(diǎn)溫度下。值得注意的是：第一個(gè)野地不是純組分，塔時(shí)露點(diǎn)溫度下與氣相平衡的液相，其組成有相平衡關(guān)系決定。由此可見，不同組成的氣體混合物，塔的露點(diǎn)是不同的。

5、什么是泡點(diǎn)？

答：液體混合物在一定壓力下加熱到某一溫度時(shí)，液體中出現(xiàn)的第一個(gè)很小的氣泡，即剛開始沸騰時(shí)的溫度叫該液體在指定壓力下的泡點(diǎn)溫度，簡稱泡點(diǎn)。處于泡點(diǎn)溫度下的液體稱為飽和液體，即精餾塔的釜溫溫度。應(yīng)該說明，這第一個(gè)很小的氣泡，也不是純組分，它的組成也是有相平衡關(guān)系決定的。

6、什么是沸點(diǎn)？

答：當(dāng)純液體物質(zhì)的飽和蒸汽壓等于外壓時(shí)，液體就會(huì)沸騰，此時(shí)的溫度叫做該液體在指定壓力下的沸點(diǎn)。純物質(zhì)的沸點(diǎn)是隨外界壓力的變化而改變的。當(dāng)外界壓力增大時(shí)，沸點(diǎn)升高，外界壓力降低時(shí)，沸點(diǎn)降低。對(duì)于純物質(zhì)來說，在一定壓力下，泡點(diǎn)、露點(diǎn)、沸點(diǎn)均為一個(gè)數(shù)值。

7什么是潛熱？

答：單位重量的純物質(zhì)在相變〔在沒有化學(xué)反響的條件下，物質(zhì)發(fā)生了相態(tài)的改變，稱相變。如水結(jié)成冰或水汽化成水蒸氣等成為相變過程?！尺^程吸收或放出的熱叫潛熱。如1公斤水由液態(tài)受熱變成水蒸氣的過程中所吸收的熱叫水的汽化潛熱，常用單位為千卡/公斤。值得注意的是，在相變時(shí)溫度和壓力都是不變的，否那么不能稱之為潛熱。因此，在說潛熱數(shù)值時(shí)，要說明在什么溫度什么壓力下，進(jìn)行何種相變過程。如1公斤水在760毫米汞柱壓力，100攝氏度下汽化，汽化潛熱為539.6千卡。相反，在此條件下，水蒸汽冷凝釋放出來的熱，稱為冷凝潛熱，數(shù)值與上相等。混合物的潛熱可以實(shí)測或計(jì)算，其數(shù)值的大小除了和組分的性質(zhì)有關(guān)外，還和組分的含量有關(guān)，不是一個(gè)固定的數(shù)值。

8、什么是顯熱？

答：純物質(zhì)在不發(fā)生相變和化學(xué)反響的條件下，因溫度的改變而吸收或放出的熱量叫顯熱。

9什么是回流比

答：在精餾過程中，混合液加熱后所產(chǎn)生的蒸汽由塔頂蒸出，進(jìn)入塔頂冷凝器。蒸汽在此冷凝〔或局部冷凝〕成液體，將其一局部冷凝液返回塔頂沿塔板下流，這局部液體叫做回流液；將另一局部冷凝液〔或未凝蒸汽〕從塔頂采出，作為產(chǎn)品?；亓鞅染褪腔亓饕毫颗c采出量的重量比，通常以通常以R來表示，即

R=L/D

式中R-回流比

L-單位時(shí)間內(nèi)塔頂回流液體量，公斤/小時(shí)。

D-單位時(shí)間內(nèi)塔頂采儲(chǔ)量，公斤/小時(shí)。

10、什么是最小回流比？

答：在規(guī)定的別離精度要求下，即塔頂、塔釜采出的組成一定時(shí)，逐漸減少回流比，此時(shí)所謂的理論板數(shù)逐漸增加。當(dāng)回流比減少到某一數(shù)值時(shí)，所需的理論板數(shù)增加至無數(shù)多，這個(gè)回流比的數(shù)值，成為完成該項(xiàng)預(yù)定別離任務(wù)的最小回流比。通常操作時(shí)的實(shí)際回流比取為最小回流比的1.3～2倍。

11、什么是全回流？

答：在精餾操作中，把停止塔進(jìn)料、塔釜出料和塔頂出料，將塔頂冷凝液全部作為回流液的操作，成為全回流。全回流操作，多半用在精餾塔的開車初期，或用在生產(chǎn)不正常時(shí)精餾塔的自生循環(huán)操作中。

12、最適宜回流比是怎樣確定的？

答：對(duì)固定別離要求的過程來說，當(dāng)減少回流比時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用〔主要表現(xiàn)在塔釜加熱量和塔頂冷量〕將減少，所需塔板數(shù)將增加，塔的投資費(fèi)用增大；反之，當(dāng)增加回流比時(shí)，可減少塔板數(shù)，卻增加了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)最適宜的回流比，以使投資費(fèi)用和經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的操作費(fèi)用之和在特定的經(jīng)濟(jì)條件下最小，此時(shí)的回流比稱之為最適宜回流比。最適宜回流比取為最小回流比的1.3～2倍。

13、什么是精餾塔的壓力降？

答：所謂精餾塔的壓力降，就是平時(shí)所說的塔釜和塔頂?shù)膲毫Σ?。?duì)板式塔來說，塔板壓降主要是由三局部組成的，即干板壓力降、液層壓力降和克服液體外表張力的壓力降。塔釜與塔頂?shù)膲毫Σ钍侨繅K塔板壓力降的總和。

所謂干板壓力降，就把精餾塔內(nèi)上升的氣體〔或蒸汽〕通過沒有液體存在的塔板時(shí)，所產(chǎn)生的壓力降；當(dāng)氣體穿過每層塔板上的液體層時(shí)產(chǎn)生的壓力降，叫做液層壓力降；氣體克服液體外表張力所產(chǎn)生的壓力降，叫液體外表張力壓力降。

對(duì)于固定的塔來說，在正常操作中，塔壓力降主要隨上升氣體的流速大小而變化，有經(jīng)驗(yàn)說明，塔壓力降與氣體流速的平方成正比。

14、什么是空塔速度？它與孔速有什么關(guān)系？

答：空塔速度是指單位時(shí)間內(nèi)精餾塔上升蒸汽的體積與塔截面積的比，即塔內(nèi)上升蒸汽在單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的距離。單位為米3/秒。米2或米/秒。公式為：W=VsAa

式中

W—空塔速度，米/秒；

Vs—上升蒸汽體積流量，米3/秒；

Aa—塔的總截面積，米2。

∵Aa=0.785D2

〔D是塔內(nèi)徑，米〕

∴W=Vs/0.785D2

孔速度是指單位時(shí)間內(nèi)通過升氣孔道的上升蒸汽的體積與孔道總截面的比，即上升氣體穿過升氣孔道的流速，單位為米3/秒。米2或米/秒，公式：W孔=Vs/AT

式中：W孔—孔速度，米/秒；

AT—升氣孔道總截面積，米2。

因?yàn)樯龤饪椎揽偨孛娣e是由塔板開孔率決定的，設(shè)開孔率為Φ，

那么式為：W孔=Vs/0.785D2Φ=W/Φ

空塔速度是影響精餾操作的重要因素之一。對(duì)于已經(jīng)確定的塔來說，如果在允許的范圍內(nèi)提高空塔速度，那么能提高塔的生產(chǎn)能力。當(dāng)空塔速度提高到一定限度時(shí)，氣液兩相在塔板上因接觸時(shí)間過短，而且會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的霧沫夾帶，破壞塔的正常操作。一般是以霧沫夾帶量不大于10%來確定空塔速度，稱為最大允許速度。

當(dāng)空塔速度過低時(shí)，不利于氣體穿過孔道，甚至托不住上層塔板的液體，塔板上的液體可以經(jīng)升氣孔倒流至下層塔板，這種現(xiàn)象稱之為液體泄漏。泄漏嚴(yán)重時(shí)，會(huì)降低精餾塔的別離效果，特別是篩板塔、浮閥塔、舌形塔，尤其是這樣。

15、什么是塔的開孔面積?開孔率是怎樣確定的?

答：在精餾塔內(nèi)流動(dòng)著從下往上的蒸汽和從上往下的液體，而且它們要同時(shí)通過每層塔板。氣體通過塔板的通道叫升氣孔道，升氣孔道的總截面積就是每塊塔板的開孔面積。浮閥塔的開孔面積就是所有浮閥孔截面積的總和。

開孔截面積的選定，就是根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的大小和允許蒸汽的速度確定的。通常所說的開孔率就是選定的開孔面積和空塔總截面積的比值，以Φ表示，即：

Φ=AT/Aa×100%

式中Φ—開孔率

AT—開孔總截面積，米2

Aa—空塔總截面積，米2

有時(shí)為了適應(yīng)塔中各板或各段不同的氣體負(fù)荷，設(shè)計(jì)時(shí)可以選用不同的開孔率。開孔率不同，其傳質(zhì)效率也不同。另外，開孔率對(duì)塔的處理能力也有很大的影響。在相同塔徑中，處理能力隨開孔率的增加而相應(yīng)的提高；對(duì)于同一處理能力而言，開孔率增加，那么塔徑可以減小，因此開孔率是設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)之一。

16、什么是液泛？

答：在精餾操作中，下層塔板上的液體涌至上層塔板，破壞了塔的正常操作，這種現(xiàn)象叫做液泛。

液泛形成的原因，主要是由于塔內(nèi)上升蒸汽的速度過大，超過了最大允許速度所造成的。另外在精餾操作中，也常常遇到液體負(fù)荷太大，使溢流管內(nèi)液面上升，以至上下塔板的液體連在一起，破壞了塔的正常操作的現(xiàn)象，這也是液泛的一種形式。以上兩種現(xiàn)象都屬于液泛，但引起的原因是不一樣的。

17、什么是霧沫夾帶？

答：霧沫夾帶是指氣體自下層塔板帶至上層塔板的液體霧滴。在傳質(zhì)過程中，大量霧沫夾帶會(huì)使不應(yīng)該上到塔頂?shù)闹亟M分帶到產(chǎn)品中，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)會(huì)降低傳質(zhì)過程中的濃度差，只是塔板效率下降。對(duì)于給定的塔來說，最大允許的霧沫夾帶量就限定了氣體的上升速度。

影響霧沫夾帶量的因素很多，諸如塔板間距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化學(xué)性質(zhì)等。同時(shí)還必須指出：霧沫夾帶量與捕集裝置的結(jié)構(gòu)也有很大的關(guān)系。雖然影響霧沫夾帶量的因素很多，但最主要的影響因素是空塔速度和兩塊塔板之間的氣液別離空間。對(duì)于固定的塔來說，霧沫夾帶量主要隨空塔速度的增大而增大。但是，如果增大塔板間的距離，擴(kuò)大別離空間，那么相應(yīng)提高空塔速度。

18、什么是液體泄漏？

答：塔板上的液體從上升氣體通道倒流入下層塔板的現(xiàn)象叫泄漏。在精餾操作中，如上升氣體所具有的能量缺乏以穿過塔板上的液層，甚至低于液層所具有的位能，這時(shí)就會(huì)托不住液體而產(chǎn)生泄漏。

空塔速度越低，泄漏越嚴(yán)重。其結(jié)果是使一局部液體在塔板上沒有和上升氣體接觸就流到下層塔板，不應(yīng)留在液體中的低沸點(diǎn)組分沒有蒸出去，致使塔板效率下降。因此，塔板的適宜操作的最低空塔速度是由液體泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液體量的10%。泄漏量的大小，亦是評(píng)價(jià)塔板性能的特性之一。篩板、浮閥塔板和舌形塔板在塔內(nèi)上升氣速度小的情況下比擬容易產(chǎn)生泄漏。

19、什么是操作彈性？

答：操作彈性是指上升氣體速度的最小允許值〔負(fù)荷下限〕到最大允許值〔負(fù)荷上限〕之間的范圍。上升氣體速度在此范圍變動(dòng)時(shí)，精餾塔能在一定的別離效果下，維持正常的操作。

前面已經(jīng)談過，精餾塔的負(fù)荷上限是以上升蒸汽的霧沫夾帶量不超過蒸汽流量的10%為限制；負(fù)荷下限是以塔板上液體的泄漏量不超過液體流量的10%為限制。

一般的說，浮閥塔操作彈性最大，有的試驗(yàn)說明負(fù)荷上限與負(fù)荷下限之比可達(dá)7~9左右，泡罩塔次之，篩板塔最小。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)上升氣體速度變化時(shí)，塔板效率要變化，這會(huì)引起別離效果發(fā)生變化。

20、什么是返混現(xiàn)象？

答：在有降液管的塔板上，液體橫過塔板與氣體呈錯(cuò)流狀態(tài)，液體中易揮發(fā)組分的濃度降沿著流動(dòng)的方向逐漸下降。但是當(dāng)上升氣體在塔板上是液體形成渦流時(shí)，濃度高的液體和濃度低的液體就混在一起，破壞了液體沿流動(dòng)方向的濃度變化，這種現(xiàn)象較做返混現(xiàn)象。返混現(xiàn)象能導(dǎo)致別離效果的下降。

返混現(xiàn)象的發(fā)生，受到很多因素的影響，如停留時(shí)間、液體流動(dòng)情況、流道的長度、塔板的水平度、水力梯度等。

21、什么是物料平衡?物料平衡在精餾操作中的意義是什么?

答：物料平衡是質(zhì)量不滅和轉(zhuǎn)換守恒定律在化工上的應(yīng)用。對(duì)于任何一個(gè)生產(chǎn)過程來說，按重量計(jì)，物料轉(zhuǎn)化量應(yīng)為產(chǎn)品生成量和物料損失量之和。

通過物料衡算，可以知道原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的情況及損失量的大小，以便尋求改善的途徑。物料衡算對(duì)整個(gè)過程或過程的某個(gè)階段同樣適用；可對(duì)參與過程的全部物質(zhì)進(jìn)行衡算，也可以對(duì)任意組分進(jìn)行衡算。

在操作中隨時(shí)掌握精餾塔的物料平衡情況對(duì)于一個(gè)操作工來說是一個(gè)最根本和最起碼的要求。物料平衡掌握不好，一種是進(jìn)料多，采出少；另一種是進(jìn)料少，采出多。這兩種情況都不是正常操作，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。

因此，為了使精餾塔處于最正確條件下操作，為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，降低能耗，減少加工損失，在實(shí)際操作中必須經(jīng)常進(jìn)行物料衡算，調(diào)整操作。

22、什么是最適宜的進(jìn)料板位置?

答：最適宜的進(jìn)料板位置就是指在相同的理論板數(shù)和同樣的操作條件下，具有最大別離能力的進(jìn)料板位置或在同一操作條件下所需理論板數(shù)最少的進(jìn)料板位置。

在化學(xué)工業(yè)中，多數(shù)精餾塔都設(shè)有兩個(gè)以上的進(jìn)料板，調(diào)節(jié)進(jìn)料板的位置是以進(jìn)料組分發(fā)生變化為依據(jù)的。當(dāng)進(jìn)料組分中的輕關(guān)鍵組分比正常操作較低時(shí)，應(yīng)將進(jìn)料板的位置向下移，以增加精餾段的板數(shù)，從而提高精餾段的別離能力。反之，進(jìn)料板的位置向上移，那么是為增加提餾段的板數(shù)，以提高提餾段的別離能力。

總之，在進(jìn)料板上進(jìn)料組分中輕關(guān)鍵組分的含量應(yīng)該小于精餾段最下一塊塔板上的輕關(guān)鍵組分的含量，而大于提餾段最上一塊塔板上的輕組分的含量。這樣就使進(jìn)料后不至于破壞塔內(nèi)各層塔板上的物料組成，從而保持平穩(wěn)操作。

23、什么是塔板效率?

答：在精餾塔的實(shí)際操作中，由于受到傳質(zhì)時(shí)間和傳質(zhì)接觸面積的限制，不能到達(dá)氣液平衡狀態(tài)，即塔板上蒸汽中所含的低沸點(diǎn)組分的濃度較與液相到達(dá)平衡時(shí)的蒸汽中所含的低沸點(diǎn)組分的濃度要低，因此一塊實(shí)際塔板的作用總不及一塊理論塔板的作用。從這個(gè)概念出發(fā)，塔板效率可以表示為理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)之比。

影響塔板效率的因素主要有：〔1〕氣相與液相交換的快慢；〔2〕塔板上氣液相混合的程度；〔3〕上升蒸汽夾帶液體霧滴進(jìn)入上層塔板的數(shù)量和塔板的液體泄漏量。

上述三方面的因素又受塔板的設(shè)計(jì)和布置，操作條件以及所處理物料的物理性能等影響。塔板的設(shè)計(jì)和布置包括：塔板幾何尺寸，塔板間距，溢流堰高度，開孔率，升氣孔的排列等。操作條件包括：上升蒸汽速度，塔板上液體停留的時(shí)間，溫度和壓力等。處理物料的物理性能包括：相對(duì)揮發(fā)度，蒸汽與液體的粘度和重度，擴(kuò)散系數(shù)和外表張力等。附帶指出，物料的物理性質(zhì)隨塔中操作溫度和壓力的不同而變化。

生產(chǎn)中，選擇塔板型式時(shí)，塔板應(yīng)滿足如下要求〔1〕板效率高；〔2〕生產(chǎn)能力大，即允許的氣液相負(fù)荷都較高，使尺寸較小的塔能完成較大的生產(chǎn)任務(wù)；〔3〕操作穩(wěn)定，操作彈性好；〔4〕經(jīng)濟(jì)耐用，消耗鋼材少；〔5〕便于操作和檢修。

24、什么是填料的當(dāng)量高度?

答：填料的當(dāng)量高度也叫填料的等板高度。相當(dāng)于一層理論板別離程度所需的填料高度，亦可論述為與一層理論塔板的作用相當(dāng)?shù)奶盍细叨取?/p>

25、什么是填料的噴淋密度?

答：填料的噴淋密度也叫液體的質(zhì)量速度。每小時(shí)每平方米塔的橫截面所噴淋的液體千克質(zhì)量數(shù)。

26、什么是填料層的持液量?

答：填料層操作時(shí)，在填料空隙中及填料外表上所積存的液量稱為持液量，其表示單位為〔m3液體/m3塔容積〕。持液量可分為兩局部：

〔1〕靜持液量：當(dāng)填料塔停止噴淋液體及停止排滴后塔內(nèi)所積持的液量稱為靜持量。凈持量只取決于填料的特性和液體的性質(zhì)，而與液體噴淋量無關(guān)。

〔2〕動(dòng)持量：當(dāng)填料塔停止噴淋液體后排出來的液體量稱為動(dòng)持量。動(dòng)持量除了與填料及液體特性有關(guān)外，還與液體的噴淋密度有關(guān)，但在載點(diǎn)以下時(shí)，與氣速無關(guān)。靜持量與動(dòng)持量之和，即為總持液量。

27、什么是填料塔？有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？

答：填料塔在塔內(nèi)裝有一定高度的填料，屬于氣液連續(xù)接觸的傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)的上升蒸汽沿著填料的孔隙由下而上的流動(dòng)；塔頂留下的液體沿著填料外表自上而下的流動(dòng)。氣液兩相間的物質(zhì)與熱的傳遞，是借助于在填料外表上形成較薄的液膜外表進(jìn)行的。

填料塔突出的優(yōu)點(diǎn)是：流體流動(dòng)的阻力小，結(jié)構(gòu)簡單，鋼材用量少，造價(jià)低，安裝檢修方便，填料便于用耐腐蝕的材料制成。

28、在使用填料時(shí)都有哪些要求？

答：首先，由于填料和塔壁之間的縫隙較填料層中間的縫隙為大，故液體容易向塔壁流動(dòng)而影響傳質(zhì)效果，通常稱這為邊壁效應(yīng)。過去認(rèn)為，填料直徑越大，邊壁效應(yīng)越嚴(yán)重。一般填料塔要求塔徑D與填料直徑d之比大于10:1。對(duì)于高塔而言，那么邊壁效應(yīng)更為嚴(yán)重，因此，常用分段填裝或用液體再分布起來解決這一問題。一般情況下，填料裝填的高度H與填料塔徑之比為2～6是較為適宜。

其次，對(duì)填料的排序也有要求。當(dāng)D/d大于8時(shí)，填料最好采用整齊排放。當(dāng)填料亂堆時(shí)，設(shè)備內(nèi)應(yīng)先加水，然后把填料放到水中，以免破碎造成堵塞，填料裝完后，再把水放掉。

第三，當(dāng)填料塔停車后，應(yīng)檢查填料的破損和污染情況，并決定清洗或更換。

29、浮閥塔板的結(jié)構(gòu)是怎樣的？是怎樣工作的？

答：浮閥塔是我國近十余年來廣為使用的一種新型企業(yè)傳質(zhì)設(shè)備。目前它廣泛應(yīng)用在石油化工中，并取得了令人滿意的效果。

浮閥塔的結(jié)構(gòu)較為簡單，主要結(jié)構(gòu)有受液盤，降液管，溢流堰，浮閥和塔板。

30、浮閥塔板有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

答：浮閥塔板的性能兼有泡罩塔板與多孔塔板的優(yōu)點(diǎn)，并改良了它們的缺點(diǎn)。泡罩塔板由于齒縫開度是固定的，因此其對(duì)蒸汽負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性能不好。汽速小時(shí)，氣液接觸不好，氣速大時(shí)，又易使蒸汽吹開液體。多孔塔板雖然結(jié)構(gòu)簡單，處理能力大，但操作彈性比擬小，對(duì)于浮閥塔來說，閥片的開度那么隨汽速而變。低氣速時(shí)，閥片在重力作用下自動(dòng)落下，以減少泄漏。所以，浮閥塔的效率較高，操作彈性大，能較好的適應(yīng)進(jìn)料量的變化，有實(shí)驗(yàn)說明，其最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的比可到達(dá)7～9左右。浮閥塔結(jié)構(gòu)簡單，自由截面積較大，造價(jià)比泡罩塔降低12～15%，處理能力比泡罩塔板提高20～40%左右。由于浮閥塔板的蒸汽是水平吹入液層，因此，氣液攪動(dòng)較好，霧沫夾帶小，接觸時(shí)間長，傳質(zhì)效果好，其效率比泡罩塔板藥膏15%。

浮閥塔板的主要缺點(diǎn)是蒸汽沿上升蒸汽氣孔的周邊噴出，仍然有液體的逆向混合，因而會(huì)降低傳質(zhì)效率。另外，閥片容易被卡住、銹住或粘住，影響開啟。

31、塔高、塔徑對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量有什么影響?

答：塔徑主要影響生產(chǎn)能力，塔高主要影響產(chǎn)品純度。

塔徑與生產(chǎn)能力的關(guān)系可以用下式來說明。

D=〔v/0.785w〕1/2

式中

D----塔的直徑，米；

v----塔內(nèi)蒸汽的體積流量，米3/秒

w----空塔流速，米/秒。

對(duì)一定的塔來說，空塔流速是有一定限制的。在一定的空塔速度下，塔內(nèi)蒸汽的體積流量越大，那么需要的塔徑越大；同理，塔徑越大，那么允許的塔內(nèi)蒸汽負(fù)荷越大，即生產(chǎn)能力越大，因此塔徑是影響生產(chǎn)能力的主要因素。

塔的高度，在板效率和板間距確定的情況下，決定與實(shí)際塔板數(shù)。而實(shí)際塔板數(shù)又是由最小理論塔板數(shù)決定的。最小理論塔板數(shù)愈多，而實(shí)際塔板數(shù)也愈多。

塔徑、塔高對(duì)生產(chǎn)的影響是辯證地，不可截然分開的。例如，增加塔高，那么可減少回流比，從而提高生產(chǎn)能力；而增加塔徑，那么可加大回流比，到達(dá)降低塔高的目的。

32、精餾操作的影響因素有哪些?

答：除了設(shè)備問題以外，精餾操作過程的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：塔的溫度和壓力〔包括塔頂、塔釜和某些有特殊意義的塔板〕；進(jìn)料狀態(tài)；進(jìn)料量；進(jìn)料組成；進(jìn)料溫度；塔內(nèi)上升蒸汽速度和蒸發(fā)釜的加熱量；回流量；塔頂冷劑量；塔頂采出量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔頂和塔底產(chǎn)品的組成要求來對(duì)這幾個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。

33、精餾塔操作壓力的變化對(duì)精餾操作有什么影響?

答：塔的設(shè)計(jì)和操作都是基于一定的壓力下進(jìn)行的，因此一般的精餾塔總是先要保持壓力的恒定。塔壓波動(dòng)對(duì)塔的操作將產(chǎn)生如下的影響。

〔1〕

響產(chǎn)品質(zhì)量和物料平衡

改變操作壓力，將使每塊塔板上的氣液相平衡的組成發(fā)生改變。壓力升高，那么氣相中的重組份減少，相應(yīng)的提高了氣相中的輕組分的濃度；液相中的輕組分含量增加，同時(shí)也改變了氣液相的重量比，使液相量增加，氣相量減少。總的結(jié)果是：塔頂餾分中的輕組分濃度增加，但數(shù)量卻相對(duì)減少；釜液中的輕組分濃度增加，釜液量增加。同理，壓力降低，塔頂餾份的數(shù)量增加，輕組分濃度降低；釜液量減少，輕組分濃度減少。正常操作中應(yīng)保持恒定的壓力，但假設(shè)操作不正常，引起塔頂產(chǎn)品中重組分濃度增加時(shí)，那么可采用適當(dāng)升高操作壓力的方法，使產(chǎn)品質(zhì)量合格，但此時(shí)液相中輕組分的損失增加。

〔2〕

變組分間的相對(duì)揮發(fā)度

壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，別離效率下降，反之亦然。

〔3〕改變塔的生產(chǎn)能力

壓力增加，組分的重度增大，塔的處理能力增大。

〔4〕塔壓的波動(dòng)

這將引起溫度和組成間對(duì)應(yīng)關(guān)系的混亂。我們在操作中經(jīng)常以溫度作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接標(biāo)準(zhǔn)，但這只有在塔壓恒定的情況下才是正確的。當(dāng)塔壓改變時(shí)，混合物的露點(diǎn)、泡點(diǎn)發(fā)生改變，引起全塔的溫度分布發(fā)生改變，溫度和產(chǎn)品質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系也將發(fā)生改變。

從以上分析來看，改變操作壓力，將改變整個(gè)塔的工作狀況，因此在正常操作中應(yīng)維持恒定的壓力，只有在塔的正常操作受到破壞時(shí)，才可以根據(jù)上述分析，在工藝指標(biāo)允許的范圍內(nèi)，對(duì)塔的壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

應(yīng)當(dāng)指出，在精餾操作過程中，進(jìn)料量、進(jìn)料組成和進(jìn)料溫度的改變，塔釜加熱蒸汽量的改變、回流量、回流溫度、塔頂冷劑量的改變以及塔板的堵塞等，都有可能引起塔壓的波動(dòng)，此時(shí)我們應(yīng)先分析塔壓波動(dòng)的原因，及時(shí)處理，使操作恢復(fù)正常。

34、進(jìn)料狀態(tài)對(duì)精餾操作有什么影響?

答：進(jìn)料情況有五種〔1〕冷進(jìn)料；〔2〕泡點(diǎn)進(jìn)料；〔3〕氣液混合進(jìn)料；〔4〕飽和蒸汽進(jìn)料；〔5〕過熱蒸汽進(jìn)料。為了便于分析，令

每公斤分子進(jìn)料液體變成飽和蒸所需熱量

δ=

每公斤分子進(jìn)料的汽化潛熱

從上式可以看出：冷進(jìn)料時(shí)δ>1，泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)δ=1，氣液混合進(jìn)料時(shí)0<δ<1，飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)δ=0，過熱蒸汽進(jìn)料時(shí)δ<0。

當(dāng)進(jìn)料狀況發(fā)生變化〔回流比、塔頂餾出物的組成為規(guī)定值〕時(shí)，δ值也將發(fā)生變化，這直接影響到提餾段回流量的改變，從而使提餾段操作線方程式改變，進(jìn)料板的位置也隨之改變，δ線位置的改變，將引起理論塔板數(shù)和精餾段、提餾段塔板數(shù)分配的改變。對(duì)于固定進(jìn)料狀況的某個(gè)塔來說，進(jìn)料狀況的改變，將會(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量及損失情況的改變。

例如，某塔應(yīng)為泡點(diǎn)進(jìn)料，當(dāng)改為冷液進(jìn)料時(shí)，那么精餾段塔板數(shù)過多，提餾段塔板數(shù)缺乏，結(jié)果是塔頂產(chǎn)品質(zhì)量可能提高，而釜液中的輕組分的蒸出那么不完全。假設(shè)改為氣液混合進(jìn)料或者飽和蒸汽、過飽和蒸汽進(jìn)料，那么精餾段的塔板數(shù)缺乏，提餾段的塔板數(shù)過多，其結(jié)果是塔頂產(chǎn)品種重組分含量超過規(guī)定，釜液中輕組分含量比規(guī)定值低，同時(shí)增加了塔頂冷劑的消耗量，減少了塔釜的熱劑消耗。

生產(chǎn)中多用泡點(diǎn)進(jìn)料，此時(shí)，精餾段、提餾段上升蒸氣的流量相等，故塔徑也一樣，設(shè)計(jì)計(jì)算也比擬方便。

35、進(jìn)料量的大小對(duì)精餾操作有什么影響?

答：進(jìn)料量的大小對(duì)精餾操作的影響可分為下述兩種情況來討論。

〔1〕進(jìn)料量變動(dòng)范圍不超過塔頂冷凝器和加熱釜的負(fù)荷范圍時(shí)，只要調(diào)節(jié)及時(shí)得當(dāng)，對(duì)頂溫和釜溫不會(huì)有顯著的影響，而只影響塔內(nèi)上升蒸汽速度的變化。進(jìn)料量增加，蒸汽上升的速度增加，一般對(duì)傳質(zhì)是有利的，在蒸汽上升速度接近液泛速度時(shí)，傳質(zhì)效果為最好。假設(shè)進(jìn)料量再增加，蒸汽上升速度超過液泛速度時(shí)，那么嚴(yán)重的霧沫夾帶會(huì)破壞塔的正常操作。進(jìn)料量減少，蒸汽上升速度降低，對(duì)傳質(zhì)是不利的，蒸汽速度降低容易造成漏液，降低精餾效果。因此，低負(fù)荷操作時(shí)，可適當(dāng)?shù)脑龃蠡亓鞅?，提高塔?nèi)上升蒸汽的速度，以提高傳質(zhì)效果。應(yīng)該說明，上述結(jié)論是以進(jìn)料量發(fā)生變動(dòng)時(shí)，塔頂冷劑量或釜溫?zé)釀┝烤茏飨鄳?yīng)的調(diào)整為前提的。

〔2〕進(jìn)料的變動(dòng)范圍超出了塔頂冷凝器或加熱釜的負(fù)荷范圍，此時(shí)，不僅塔內(nèi)上升蒸汽的速度改變而且塔頂溫度、塔釜溫度也會(huì)相應(yīng)的改變，致使塔板上的氣液相平衡組成改變，塔頂和塔釜餾分的組成改變。

例如，液相進(jìn)料時(shí)，假設(shè)進(jìn)料量過大，那么引起提餾段的回流也很快增加，在熱劑不夠的前提下，將引起提餾段溫度降低，釜溫中輕組分濃度增大，釜液的流量增大，這同時(shí)也會(huì)引起上升蒸汽中輕組分量增加，致使全塔溫度下降，頂部餾出物中的輕組分純度提高。

當(dāng)氣液兩相混合進(jìn)料時(shí)，假設(shè)進(jìn)料量突然增加過快，將使精餾段內(nèi)蒸汽量突然增加，同時(shí)使提餾段內(nèi)回流液量也突然增加，在冷劑、熱劑不夠的前提下，前者是精餾段的溫度上升，后者是提餾段的溫度下降；前者引起塔頂餾分中重組份濃度增加，使產(chǎn)品質(zhì)量不合格，后者引起塔釜餾份中輕組分的濃度增加，損失加大。

當(dāng)全部為氣相進(jìn)料，進(jìn)料量突然增加過大時(shí)，首先應(yīng)想到是精餾段內(nèi)上升蒸汽的量突然增加，隨之而來的是塔頂?shù)臍庀囵s出物量增加，回流比減小，塔頂溫度上升，提餾段的溫度上升。前者使塔頂產(chǎn)品中重組分含量增加，塔內(nèi)回流液體中中組份含量也增加；后者使塔底產(chǎn)品中重組份的濃度增加。

綜上所述，不管進(jìn)料狀況如何，進(jìn)料量過大的波動(dòng)，將會(huì)破壞塔內(nèi)正常的物料平衡和工藝條件，造成塔頂、塔釜產(chǎn)品質(zhì)量不合格或者物料損失增加。因此，應(yīng)盡量使進(jìn)料量保持平衡，即使在需要調(diào)節(jié)時(shí)，也應(yīng)該緩慢進(jìn)行。

36、進(jìn)料組成的變化對(duì)精餾操作有什么影響?

答：進(jìn)料組成的變化，直接影響精餾操作，當(dāng)進(jìn)料中重組分的濃度增加時(shí)，精餾段的負(fù)荷增加。對(duì)于固定了精餾段板數(shù)的塔來說，將造成重組份帶到塔頂，使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

假設(shè)進(jìn)料中的輕組分的濃度增加時(shí)，提餾段的負(fù)荷增加。對(duì)于固定了提餾段塔板數(shù)的塔來說，將造成提餾段的輕組分蒸出不完全，釜液中輕組分的損失加大。

同時(shí)，進(jìn)料組成的變化還將引起全塔物料平衡和工藝條件的變化。組份變輕，那么塔頂餾分增加，釜液排出量減少。同時(shí)，全塔溫度下降，塔壓升高。組份變重，情況相反。

進(jìn)料組成變化時(shí)，可采取如下措施。

〔1〕改良料口。組份變重時(shí)，進(jìn)料口往下改；組份變輕時(shí)，進(jìn)料口往上改。

〔2〕改變回流比。組份變重時(shí)，加大回流比；組份變輕時(shí)，減少回流比。

〔3〕調(diào)節(jié)冷劑和熱劑量。根據(jù)組成變動(dòng)的情況，相應(yīng)地調(diào)節(jié)塔頂冷劑和塔釜熱劑量，維持頂、釜的產(chǎn)品質(zhì)量不變。

37、進(jìn)料溫度的變化對(duì)精餾操作有什么影響？

答：進(jìn)料溫度的變化對(duì)精餾操作的影響是很大的。總的來講，進(jìn)料溫度降低，將增加塔底蒸發(fā)釜的熱負(fù)荷，減少塔頂冷凝器的冷負(fù)荷。進(jìn)料溫度升高，那么增加塔頂冷凝器的冷負(fù)荷，減少塔底蒸發(fā)釜的熱負(fù)荷。當(dāng)進(jìn)料溫度的變化幅度過大時(shí)，通常會(huì)影響整個(gè)塔身的溫度，從而改變氣液平衡組成。例如：進(jìn)料溫度過低，塔釜加熱蒸汽量沒有充裕的情況下，將會(huì)使塔底餾份中輕組份含量增加。進(jìn)料溫度的改變，意味著進(jìn)料狀態(tài)的改變，而后者的改變將影響精餾段、提餾段負(fù)荷的改變。因此，進(jìn)料溫度是影響精餾塔操作的重要因素之一。

38、塔內(nèi)上升蒸汽的速度和蒸發(fā)釜加熱量的波動(dòng)對(duì)精餾操作有什么影響？

答：塔內(nèi)上升蒸汽的速度的大小，直接影響著傳質(zhì)效果。板式塔〔例如泡罩塔〕內(nèi)上升蒸汽是通過泡罩的齒縫已鼓泡的形式與液體進(jìn)行熱量和質(zhì)量交換的，一般的說，塔內(nèi)最大的蒸汽上升的速度應(yīng)比液泛的速度小一些。工藝上常選擇最大允許速度為液泛速度的80%。速度過低會(huì)使塔板效率顯著下降。

影響塔內(nèi)上升蒸汽速度的主要因素是蒸發(fā)釜的加熱量。在釜溫保持不變的情況下，加熱量增加，塔內(nèi)上升蒸汽的速度加大；加熱量減少，塔內(nèi)上升蒸汽的速度減小。

應(yīng)該注意，加熱量的調(diào)節(jié)范圍過大、過猛，有可能造成液泛或漏液。

39、回流比的大小對(duì)精餾操作有什么影響？

答：操作中改變回流比的大小，以滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求是經(jīng)常遇到的問題。當(dāng)塔頂餾份重組份含量增加時(shí)，常采用加大回流的方法將重組份壓下去，以使產(chǎn)品質(zhì)量合格。當(dāng)精餾段的輕組份下到提餾段造成塔下部溫度降低時(shí)，可以用適當(dāng)減少回流比的方法以使釜溫度提起來。增加回流比，對(duì)從塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品的精餾塔來說，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，但是卻要降低塔的生產(chǎn)能力，增加水、電、氣的消耗。回流比過大，將會(huì)造成塔內(nèi)物料的循環(huán)量過大，甚至能導(dǎo)致液泛，破壞塔的正常操作。

40、塔頂冷劑量的大小對(duì)精餾操作有什么影響？

答：對(duì)采用內(nèi)回流操作的塔〔例如冷凝蒸出塔〕，其冷劑量的大小，對(duì)精餾操作的影響是比擬顯著的；同時(shí)，也是影響回流量波動(dòng)的主要因素。內(nèi)回流塔的回流量是靠塔頂冷凝器的負(fù)荷來調(diào)節(jié)的。當(dāng)冷劑量無相變時(shí)，冷凝器的負(fù)荷主要有冷劑量進(jìn)入的多少來調(diào)節(jié)。如果操作中冷劑量減少，塔頂溫度升高，從而流量減少，塔頂溫度升高，塔頂產(chǎn)品中重組份的含量增加，純度下降；如冷劑量增加，情況正相反。當(dāng)冷劑有相變時(shí)，即液體冷劑蒸發(fā)吸熱，在冷劑量充分的情況下，調(diào)節(jié)冷劑蒸發(fā)壓力上下所帶來的回流量變化，將更為靈敏。

對(duì)于外回流的塔，同樣會(huì)由于冷劑量的波動(dòng)，在不同程度上影響精餾塔的操作。例如，冷劑量的減少，將使冷凝器的作用變差，冷凝液量減少，而在塔頂產(chǎn)品的液相采出量作定值調(diào)節(jié)時(shí)，回流量勢必減少。假設(shè)冷凝器還有過冷作用〔即通常所說的冷凝冷卻器〕時(shí)，那么冷劑量的減少，還會(huì)引起回流液溫度的升高。這些都會(huì)使精餾塔的頂溫升高，塔頂產(chǎn)品中重組份含量增多，質(zhì)量下降。

41、塔頂采出量的大小對(duì)精餾操作有什么影響？

答：精餾塔塔頂采出量的大小和該塔進(jìn)料量的大小有著相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)料量增加，采出量應(yīng)增大。

采出量只有隨進(jìn)料量變化時(shí)，才能保持塔內(nèi)固定的回流比，維持塔的正常操作，否那么將會(huì)破壞塔內(nèi)的氣液平衡。

例如，當(dāng)進(jìn)料量不變時(shí)，假設(shè)塔頂采出量增大，那么回流比勢必減少，引起各板上的回流液量減少，氣液接觸不好，傳質(zhì)效率下降；同時(shí)操作壓力也下降，各板上的氣液相組成發(fā)生變化。結(jié)果是重組份背帶到塔頂，塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。

在強(qiáng)制回流的操作中，如果進(jìn)料量不變，塔頂采出量突然增大，那么易造成回流液貯槽抽空。回流液一中斷，頂溫就升高，這同樣也會(huì)影響塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量下降。

如果進(jìn)料量加大，但塔頂采出量不變，其后果是回流比增大，塔內(nèi)物料增多，上升蒸汽速度增大，塔頂與塔釜的壓差增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起液泛。

42、塔底采出量的大小對(duì)精餾操作有什么影響？

答：塔釜保持穩(wěn)定的液面，是維持釜溫恒定的首要條件。塔釜液面的變化，又主要決定于塔底采出量的大小。

當(dāng)塔底采出量過大時(shí)，會(huì)造成塔釜液面降低或抽空。這將是通過蒸發(fā)釜的釜液循環(huán)量減少，從而導(dǎo)致傳熱不好，輕組分蒸不出去，塔頂、塔釜的產(chǎn)品均不合格。如果是利用列管式蒸發(fā)釜，由于循環(huán)液量太大，使釜液經(jīng)過上半部列管時(shí)形成過熱蒸汽，表現(xiàn)為揮發(fā)管的氣體溫度較高，而釜溫卻較低。如果塔底采出量過小，將會(huì)造成塔釜液面過高，增加了釜液循環(huán)阻力，同樣造成傳熱不好，釜溫下降。

另外，維持一定的釜液面還起著液封的作用，以確保平安生產(chǎn)。

43、塔的安裝對(duì)精餾操作有什么影響？

答：不同的物料和不同的工藝過程，對(duì)塔設(shè)備提出的要求是不同的。但是，一般總希望塔設(shè)備的別離能力高，生產(chǎn)能力大，操作穩(wěn)定。對(duì)于一個(gè)定型的塔設(shè)備來說，由于安裝上有問題，就可能會(huì)達(dá)不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等，在安裝時(shí)假設(shè)不符合要求，都有可能對(duì)精餾操作帶來影響。

〔1〕塔身

塔身要求垂直，一般的傾斜度不能超過千分之一，否那么將會(huì)在塔板上造成死區(qū)，對(duì)于小直徑的精餾塔來說，如果塔板的安裝是先分節(jié)安裝，然后再組裝的話，那么塔身的不垂直將直接影響全塔的所有塔板的水平度，使塔的效率降低。

〔2〕塔板

塔板要求水平，其水平度用水平儀測定不能超過±2毫米。如果塔板不水平，將造成板面上的液層高度不均，塔內(nèi)上升蒸汽易從液層高度較小的淺處穿過，從而降低塔板的效率。

〔3〕溢流口

溢流口與下層塔板的距離，用根據(jù)生產(chǎn)能力和下層塔板的溢流堰的高度而定。但必須滿足溢流口插入受液盤的液體中，以封住上升蒸汽。如果溢流口與下層塔板的距離太近，那么可能造成上層塔板的回流也不能順利流入下層塔板，使上層塔板的液層增高，下層塔板的壓力增大，嚴(yán)重時(shí)造成液泛。溢流口過高，超過溢流堰的高度時(shí)，上升的蒸汽“走短路”，從溢流管直接上升到上層塔板，起不到液封作用，影響塔板效率。

安裝時(shí)，對(duì)于各種具體的塔板類型都有不同程度的要求，如果不按要求去安裝，將可能使塔的生產(chǎn)效率大大下降。

44、填料塔在操作上有什么要求?

答：填料塔的操作中，蒸汽速度的大小，對(duì)傳質(zhì)效率有直接的影響。氣速小時(shí)，接觸面僅限于填料的外表，傳質(zhì)效率不高，隨氣速的增加，傳質(zhì)效率有所提高，但當(dāng)氣速超過了最大允許速度時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，這就是操作中不允許的。

噴淋密度的大小對(duì)填料塔的精餾效果也有一定的影響。當(dāng)噴淋密度很小時(shí)，填料外表那么不能完全被液體所濕潤，使精餾效率下降；當(dāng)噴淋密度過大時(shí)，液體又會(huì)不經(jīng)過填料外表而沿塔壁流下，這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重，也就是我們常說的壁流或漏液現(xiàn)象，會(huì)使精餾效率更低。

45、精餾塔的操作應(yīng)該掌握好哪三個(gè)平衡?

答：精餾塔的操作應(yīng)該掌握好以下三個(gè)平衡：

〔1〕物料平衡表達(dá)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是靠進(jìn)料量和塔頂、塔底采儲(chǔ)量來調(diào)節(jié)。當(dāng)塔的操作不符合總的物料平衡式時(shí)，這可以從塔壓差的變化上看出，進(jìn)得多，取得少，那么塔壓差上升。對(duì)于一個(gè)固定的精餾塔來說，塔壓差應(yīng)該在一定范圍內(nèi)。塔壓差過大，說明塔內(nèi)上升的蒸汽速度過快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛，破壞塔的正常操作；塔壓差過小，說明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過小，塔板上的氣液湍動(dòng)的程度過低、傳質(zhì)效果差，使塔板產(chǎn)生漏液，降低塔板效率。

如果精餾塔不符合對(duì)某組分的物料平衡式時(shí)，將有兩種表現(xiàn)：

A、輕組分的采出量超過了物料平衡的量，在這種情況下，將使塔內(nèi)的物料組成變重，全塔的溫度逐步升高，塔頂餾分中重組份的濃度增加，以致使質(zhì)量不合格。

B、另一種情況是重組份的采出量超過了物料平衡的量，全塔的物料組成將隨著操作的進(jìn)行而逐漸變輕，塔身溫度下降，特別是釜溫明顯下降，釜液中輕組分的濃度增加。

由此可見，物料平衡掌握不好，將使整個(gè)塔的操作處于混亂狀況，達(dá)不到預(yù)期的目的。另外，如果正常的物料平衡受到破壞，那么，氣液相平衡也達(dá)不到預(yù)想的效果，隨之而來的熱量平衡也得重新調(diào)整。所以物料平衡是塔操作中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

〔2〕氣液平衡主要表達(dá)了產(chǎn)品的質(zhì)量和損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件〔溫度、壓力〕及塔板上氣液接觸的情況來到達(dá)的。因?yàn)?，只有在溫度、壓力固定時(shí)，才能確定氣液平衡組成。精餾塔的操作溫度和壓力是根據(jù)塔的別離任務(wù)〔即關(guān)鍵組分的別離濃度〕決定的。當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液平衡所決定的組成就發(fā)生了變化，產(chǎn)品的質(zhì)量或損失情況也發(fā)生了變化。但是，氣液相平衡的組成又是靠在每塊塔板上的氣液互相接觸進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱而實(shí)現(xiàn)的。這就是說，