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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(pán)，然后橫向流過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)塔板，而氣體垂直穿過(guò)液層。

由此可見(jiàn)，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(guò)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(guò)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(lái)的液體橫過(guò)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(guò)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(wú)降液管，氣、液同時(shí)由板上孔道逆向穿流而過(guò)。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(guò)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(guò)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(guò)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。