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精餾操作是工業(yè)上應(yīng)用zui廣的分離操作，也是能量消耗zui大的化工單元操作之一。有關(guān)精餾塔（板式塔、填料塔）的結(jié)構(gòu)和工作原理，

板式精餾塔

板式塔剖面圖

板式塔內(nèi)流體的流動(dòng)

連續(xù)操作板式精餾塔動(dòng)態(tài)演示

板式塔的殼體通常為圓筒形，里面沿塔高裝有若干塊水平的塔板。

傳質(zhì)機(jī)理

塔內(nèi)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，然后橫向流過塔板，從另一側(cè)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(dòng)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(jìn)行熱量和質(zhì)量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級(jí)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(xù)相，氣相為分散相。

功能

為有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相之間的傳質(zhì)，板式塔應(yīng)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(zhì)過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，減小傳質(zhì)阻力；

②在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供zui大的傳質(zhì)推動(dòng)力。

由吸收章可知，當(dāng)氣液兩相進(jìn)、出塔設(shè)備的濃度一定時(shí)，兩相逆流接觸時(shí)的平均傳質(zhì)推動(dòng)力zui大。在板式塔內(nèi)，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，由于氣液兩相的劇烈攪動(dòng)，是不可能達(dá)到充分的逆流流動(dòng)的。為獲得盡可能大的傳質(zhì)推動(dòng)力，目前在塔板設(shè)計(jì)中只能采用錯(cuò)流流動(dòng)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(shè)計(jì)意圖是，在塔內(nèi)造成一個(gè)對(duì)傳質(zhì)過程zui有利的理想流動(dòng)條件，即在總體上使兩相呈逆流流動(dòng)，而在每一塊塔板上兩相呈均勻的錯(cuò)流接觸。

塔板類型

浮閥塔板

浮舌塔板

塔板是板式塔的核心構(gòu)件，其功能是使氣、液兩相保持充分的接觸，使之能在良好的條件下進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱傳遞過程。塔板上的氣液兩相流動(dòng)方式有錯(cuò)、逆流兩種。

錯(cuò)流塔板在板間設(shè)有液體流通的降液管（又稱溢流管）。從降液管出來的液體橫過塔板，然后再溢流進(jìn)入另一降液管而到達(dá)下一層塔板；氣體則經(jīng)過板上的孔道上升，在每一層塔板上氣、液兩相呈錯(cuò)流方式接觸。

逆流塔板在板間無降液管，氣、液同時(shí)由板上孔道逆向穿流而過。這種塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、板面利用充分、氣體分布均勻，但需要較高的氣速才能維持板上液層，操作彈性小，它的應(yīng)用不及錯(cuò)流塔板廣泛。

填料塔剖面圖

填料塔操作時(shí)，液體自塔上部進(jìn)入，通過液體分布器均勻噴灑在塔截面上并沿填料表面成膜狀流下。當(dāng)塔較高時(shí)，由于液體有向塔壁面偏流的傾向，使液體分布逐漸變得不均勻，因而經(jīng)過一定高度的填料層需要設(shè)置液體再分布器，將液體重新均勻分布到下段填料層的截面上，zui后液體經(jīng)填料支承裝置由塔下部排出。

氣體自塔下部經(jīng)氣體分布裝置送入，通過填料支承裝置在填料縫隙中的自由空間上升并下降的液體相接觸，zui后從塔上部排出。為了除去排出氣體中夾帶的少量霧狀液滴，在氣體出口處常裝有除沫器。填料層內(nèi)氣液兩相呈逆流接觸，填料的潤(rùn)濕表面即為氣液兩相接觸的有效傳質(zhì)面積。