负压精馏塔的结构和原理

负压精馏塔的结构和原理

1、传质机理

塔内液体依靠重力作用,由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘,然后横向流过塔板,从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下,自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩、筛孔或浮阀等),分散成小股气流,鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上,气液两相密切接触,进行热量和质量的交换。在板式塔中,气液两相逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化,在正常操作下,液相为连续相,气相为分散相。

2、功能

为有效地实现气液两相之间的传质,板式塔应具有以下两方面的功能:

① 在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触,为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面,减小传质阻力

② 在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动,以提供最大的传质推动力。

由吸收可知,当气液两相进、出塔设备的浓度一定时,两相逆流接触时的平均传质推动力最大。在板式塔内,各块塔板正是按两相逆流的原则组合起来的。

但是,在每块塔板上,由于气液两相的剧烈搅动,是不可能达到充分的逆流流动的。为获得尽可能大的传质推动力,目前在塔板设计中只能采用错流流动的方式,即液体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层。

由此可见,除保证气液两相在塔板上有充分的接触之外,板式塔的设计意图是,在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流动条件,即在总体上使两相呈逆流流动,而在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。