当前,塔板的开发研究主要有两个侧重点,一是针对提高效率。塔板的传质效率是产品质量能否达到标准的关键因素,同时对减少设备投资和降低能耗都具重要意义,因此开发提高塔板效率在分离过程中占有极为重要的地位。国内外都在改善液体在塔板上流动性能,减小降液管内液体对塔板的冲击,增加活性鼓泡区域,减小放大效应等方面来提高板式塔传质效率。二是针对某些特定要求,如满足低压降、大通量等。
发展方向
研究文献发现,板式塔作为重要的传质设备之一,在各种分离工艺过程中广泛使用。开发新型传质效率高、压降小、通量大的板式塔和塔内件始终是板式塔技术的核心。其研究方向如下:
①传质元件结构的改进。消除塔内液体梯度和液体滞留区,开发结构简荤的喷射型塔板,使液体雾化,气液接触更充分,提高塔的传质效率。
②采用无降液管,优化板面结构,充分利用板上区域,增加气液接触的机会,扩大传质面积,从而提高通量,改善气液流动状况。
③开发液体导流装置。板上返混和级别间返混都会降低塔效率,因此,在塔板上和降液管的入口区设置液体导流装置,使气体按一定方式推动液体流动,改善流型,使板上接近活塞流,减少返混。今后应多对优良塔板进行气液流动行为的研究,在此基础上开发新塔板。
④利用塔板空间。使传质区域向塔板空间扩展,塔板结构趋向于立体结构近年新开发的不少塔板就是扶这点出发的,如螺旋除梯下降分布式分离塔板等,立体结构不仅大幅度提高了气液两相的接触面积,而且使液滴的表面不断更新,因而有利于提高传质效率。
⑤改进降液管的结构。降液管流体力学性能直接影响塔板本身的操作和性能,操作上限直接受降液管液泛的限制,液体通过能力、气液分离效果、抗液泛能力等与降液管的设计也有直接的关系,故改进降液管是提高塔操作性能很重要的一个影响因素。
⑥传质元件复合化。现在板式塔内件越来越多地采用复合塔板,充分利用填料压降低、传质效果好的优点,满足了塔内各段不同的分离要求和不同的工况,强化了板上的两相传质,提高了处理能力和分离效果。
参考文献
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