精餾綜述
(作者未知) 2011/6/30
(接上頁)相應(yīng)位置上開設(shè)導流孔,安裝導流板,改善液流的初始分布,使塔板上的液流接近于活塞流。該類塔盤具有大通量和大處理能力的優(yōu)點,但不適用于液相負荷較小的體系。它的傳質(zhì)效率相對較低,與F1浮閥塔板相當或略低。
2.1.7 復(fù)合斜孔塔板。復(fù)合斜孔塔板是清華大學開發(fā)的一種高效塔板。與普通的浮閥塔板和篩板相比,具有生產(chǎn)能力大(在相同條件下,處理能力可提高30%),阻力小,只相當與普通浮閥塔板的2/3,結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,不易堵塞等特點。該類塔板在傳質(zhì)效率不是很高,與F1浮閥塔板相當或略高。在低氣速下,泄露較大,在高氣速時,霧沫夾帶較大,操作彈性不是很高[4]。
2.1.8
高效導向篩板。高效導向篩板是北京化工大學在對包括篩板塔板在內(nèi)的各種塔板進行深入細致研究的基礎(chǔ)上,發(fā)揮篩板塔板結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉的特點,克服其漏液點高、效率較低的缺點,并且通過對各種塔板進行深入研究、綜合比較,結(jié)合塔板上流體力學與傳質(zhì)學的研究成果,研究開發(fā)的新型高效塔板。高效導向篩板具有生產(chǎn)能力大、塔板效率高、塔壓降低、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、維修方便的特點[5]。
2.2填料塔精餾 由于性能優(yōu)良的新型高效填料的相繼問世,特別是規(guī)整填料及新型塔內(nèi)件的不斷開發(fā)和基礎(chǔ)理論的深入,填料塔的應(yīng)用也越來越廣泛。北京化工大學開發(fā)了多種規(guī)整填料、散堆填料、液體收集器、液體分布器等塔內(nèi)件。其中,填料是填料塔最重要的傳質(zhì)內(nèi)件。 填料的性能主要取決于填料表面的濕潤程度和汽液兩相流體分布的均勻程度。因為填料提供了單位體積中較大的表面積,這僅是填料的幾何表面,起氣液傳質(zhì)作用的表面要比幾何表面小,總有一部分填料表面未被濕潤,減少了氣液有效接觸的相界面,從而降低了傳質(zhì)效果。若想達到較好的傳質(zhì)效果,必須使液體在整個填料表面充分濕潤,形成均勻的液膜。填料表面的濕潤性能,主要依賴于所處理物料的表面張力、粘度和填料表面的性質(zhì)等。尤其是對水、甘油等表面張力大的物系,必須對填料表面進行物理處理和化學處理,提高填料表面的濕潤性能。對金屬材質(zhì)填料,采用物理方法、化學方法及聯(lián)合方法,對金屬絲網(wǎng)波紋填料與金屬板波紋填料進行表面處理,大大提高了液體在填料表面的成膜和填料的分離效率,甚至使有的分離過程由不可能成為可能,強化了分離技術(shù)與工藝。在塑料填料方面,對于聚丙烯、聚乙烯等材質(zhì)的填料,無論是對于規(guī)整填料還是散堆填料,北京化工大學均開發(fā)了最為先進的高分子表面接枝技術(shù),對塑料表面的0.1μm內(nèi)進行接枝改性,大大提高了填料表面的濕潤性,進而提高了填料的傳質(zhì)效率,經(jīng)過在惡劣環(huán)境(酸、堿環(huán)境下)下的應(yīng)用結(jié)果表明,塑料填料同樣具有很高的傳質(zhì)性能和流體力學性能,且價格便宜。尤其值得一提的是,北京化工大學研制開發(fā)的雙層、三層金屬填料,具有大通量、低壓降、效率高的特點。由于填料效率極高,在精密分離過程及舊塔改造過程中,可以有效地降低塔的高度,在新塔設(shè)計與要求滿足原有空間的舊塔改造過程中,都有著很高的實用價值。新型高效散堆填料,主要包括金屬鮑爾環(huán)填料;金屬階梯環(huán)填料;金屬環(huán)矩鞍填料等。
2.2.1 金屬鮑爾環(huán)填料。金屬鮑爾環(huán)填料是20世紀40年代德國BASF公司在拉西環(huán)填料的基礎(chǔ)上開發(fā)的,它采用金屬薄板沖扎制成,在環(huán)壁上開出了兩排帶有內(nèi)伸舌葉的窗孔,每排窗有5個舌葉彎入環(huán)內(nèi),指向環(huán)心,在中心處幾乎相搭,上下兩層窗孔的位置相互錯開,一般開孔的總面積約為整個環(huán)面積的35%左右。由于在環(huán)壁上開了許多窗孔,使得填料層內(nèi)的氣、液分布情況及傳質(zhì)性能比拉西環(huán)有較大的改善。
2.2.2 金屬階梯環(huán)填料。金屬階梯環(huán)填料是20世紀70年代初由英國傳質(zhì)公司應(yīng)用價值分析技術(shù)開發(fā)出來的一種改進的開孔環(huán)填料。這種填料降低了環(huán)的高度,并在環(huán)的兩個側(cè)端增加了錐形翻邊,使其性能較鮑爾環(huán)填料有了較大的進步。在同樣液體噴淋密度下,其泛點氣速較鮑爾環(huán)提高了10%~20%;在同樣氣速下,壓力降較鮑爾環(huán)低30%~40%。 2.2.3 金屬環(huán)矩鞍填料。金屬環(huán)矩鞍填料是美國諾頓(Norton)公司率先研究開發(fā)的一種新型填料,國內(nèi)簡稱為英特洛克斯填料。這種填料巧妙地把環(huán)形和鞍型兩類填料的特點綜合為一體,使其既有環(huán)形填料通量大的特點,又有鞍型填料液體分布性能好的優(yōu)勢,從而成為當前顆粒型填料中的佼佼者[5]。
三、添加劑精餾,復(fù)合(或藕合)精餾,非常規(guī)條件下的精餾
3.1 添加劑精餾 為了適合不同物系的分離,提高分離效率及節(jié)省能耗,特別是針對共沸物系和沸點相近物系的分離時,在體系中引入某些添加劑以利用溶液的非理想性質(zhì)來改變組分間相對揮發(fā)度,從而實現(xiàn)高效和節(jié)能的氣液分離,根據(jù)添加劑作用方式的不同,主要有共沸精餾、萃取精餾等。
3.1.1 共沸精餾 共沸精餾是利用混合物中的組分能形成共沸物的(未完,下一頁)
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