化学工程基础：第六章 精馏.ppt

2. 浮阀塔板 结构：在塔板上按一定的排列开若干孔，孔的上方安置可以在孔轴线方向上下浮动的阀片。 优点：结构简单，生产能力和操作弹性大，板效率高。综合性能较优异。 F-1型 V－4型 A型 十字架型 方型浮阀 浮 阀 3. 筛孔塔板 塔板上开有许多均匀的小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。 优点：结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。 缺点：筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。 筛板塔 4 垂直筛板 在塔板上开若干大孔(直径100~200mm)，孔上设置侧壁开有许多筛孔的泡罩，泡罩底边留有间隙供液体进入罩内。 气流将由泡罩底隙进入罩内的液体拉成液膜形成两相上升流动，经泡罩侧壁筛孔喷出后两相分离，即气体上升,液体落回塔板。液体从塔板入口流至降液管将多次经历上述过程。 与普通筛板相比，垂直筛板为气液两相提供了很大的不断更新的相际接触表面，强化了传质过程；且气液由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速度为零，降低了液沫夹带量，因此垂直筛板可获得较高的塔板效率和较大的生产能力。 5. 舌形塔板 一种斜喷射型塔板。结构简单，在塔板上冲出若干舌形孔，舌片向上张角? 以20°左右为宜。 20 = a o 50 R25 气相 优点：气流由舌片喷出并带动液体沿同方向流动。气液并流，避免了返混和液面落差，塔板上液层较低，塔板压降较小。气流方向近于水平。相同的液气比下，舌形塔板的液沫夹带量较小，故可达较高的生产能力。 缺点：张角固定，在气量较小时，经舌孔喷射的气速低，塔板漏液严重，操作弹性小。液体在同一方向上加速，有可能使液体在板上的停留时间太短、液层太薄，板效率降低。 二、板式塔的操作特性 （一）塔式板内气液两相的非理想流动 1．空间上的反向流动（返混） （1）雾沫夹带 板上液体被上升气体带入上一层塔板的现象。 （2）气泡夹带 由于液体在降液管中停留时间过短，而气泡来不及解脱被液体带入下一层塔板的现象。 现象，使传质推动力减小，降低塔板效率。 过量液沫夹带 2.空间上的不均匀流动 空间上的不均匀流动是指气体或液体流速的不均匀分布。与返混现象一样，不均匀流动同样使传质推动力减少。 (1）气体沿塔板的不均匀分布 由于液面落差的存在，将导致气流的不均匀分布，在塔板入口处，液层阻力大，气量小于平均数值；而在塔板出口处，液层阻力小，气量大于平均数值。 (2)液体沿塔板的不均匀流动 液体自塔板一端流向另一端时，在塔板中央，液体行程较短而直，阻力小，流速大。在塔板边缘部分，行程长而弯曲，又受到塔壁的牵制，阻力大，因而流速小。因此，液流量在塔板上的分配是不均匀的。 （二）塔式板的异常操作现象 （2）液泛 为使液体能稳定地流入下一层塔板，降液管内须维持一定高度的液柱。 气速增大，气体通过塔板的压降也增大，降液管内的液面相应地升高；液体流量增加，液体流经降液管的阻力增加，降液管液面也相应地升高。 液泛：如降液管中泡沫液体高度超过上层塔板的出口堰，板上液体将无法顺利流下，液体充满塔板之间的空间。 危害：液泛是气液两相作逆向流动时的操作极限。发生液泛时，压力降急剧增大，塔板效率急剧降低，塔的正常操作将被破坏，在实际操作中要避免之。 液 泛 淹 塔 开始发生液泛时的气速称之为泛点气速。正常操作气速应控制在泛点气速之下。 影响液泛的因素除气、液相流量外，还与塔板的结构特别是塔板间距有关。塔板间距增大，可提高泛点气速。 思考： 精馏塔操作常见的故障有哪些？如何解决？ * * * 某些溶液达到平衡时，汽相中易挥发组分浓度总是大于液相的。 * 注意式中的 L’ 与加料热状况有关，问题八（见第47---49块幻灯片） * * 对于正常曲线（如图），设d点坐标为(xδ，yδ)，则由精馏段的斜率可知 1 最小回流比的求法：作图法或解析法(1) 作图法 xD xδ xF e d a y1 由图查得xδ，yδ ，即可得到Rmin yδ 若精馏物系为理想溶液，在最小回流比下，δ点在平衡线上，则由平衡线方程和进料线方程得交点 ,求得最小回流比 (2) 解析法 泡点进料时，xδ=xF，则 饱和蒸汽进料时，yδ=yF，则 对某些进料状态，上式可进一步简化。 实际回流比的范围 精馏过程的经济性主要取决于操作费用和设备费用。回流比是影响精馏过程经济性的一个重要指标。 RminRR∞ 2.适宜回流比的选择 正确选择适宜回流比 操作费： 设备费(塔板数)： 加热蒸汽和冷却水：R增大时需消耗较多的加热蒸汽和冷却水