低溫精餾原理及精餾塔-資料下載頁
2025-05-12 03:39本頁面
【正文】 氧濃度低，將造成氧純度下降，氧產(chǎn)量減少。因此，下塔的最佳精餾工況應(yīng)是在液氮純度合乎要求的情況下，盡可能加大取出量。一方面為上塔精餾段提供更多的回流液；另一方面使液空的氧濃度提高，減輕上塔的精餾負(fù)擔(dān)，這樣才有可能提高氧產(chǎn)量。這里需要說明的是，液氮純度的調(diào)節(jié)要用液氮調(diào)節(jié)閥，不能用下塔的液氮回流閥?；亓鏖y正常情況下應(yīng)全開。 ? 調(diào)整好上塔精餾工況，努力提高平均氮純度。平均氮純度的高低標(biāo)志著氧損失率的大小。而平均氮純度又取決于污氮純度的高低，因為污氮氣量占的比例大。污氮的純度主要也是靠下塔提供合乎要求的液氮來保證的。當(dāng)下塔精餾工況正常，而污氮純度仍過低時，則可能是上塔的精餾效果降低（例如塔板堵塞或漏液）；或是膨脹空氣量過大；或是氧氣取出量過小、純度過高，使上升蒸汽量增多，回流比減小。要改善上塔的精餾工況，主要是控制氧、氮取出量。一方面二者的取出量要適合；另一方面閥門開度要適度，以便盡可能降低上塔壓力，有利于精餾，以提高污氮的純度。 篩板的結(jié)構(gòu) 篩板的形式 ? 篩板是由篩板孔、溢流斗、無孔板組成的。篩板孔上分布有許多小孔，蒸氣自上而下穿過小孔，經(jīng)塔板上的液體層傳熱、傳質(zhì)后上升。液體按照一定路線從塔板上流過，液體由穩(wěn)定流速的蒸氣托持著，經(jīng)溢流斗流到下一塊塔板的無孔板（受液盤）。液層的厚度由塔板上的進(jìn)口擋板和出口擋板高度決定。 ? 依據(jù)液體在塔板上的流動方向，篩板的形式分為對流、徑流、環(huán)流式，環(huán)流式還分為單溢流和雙溢流。 ? 液體在塔板上流動路線長，氣液接觸時間也長，熱、質(zhì)交換充分，但是塔板阻力大，精餾分離的能耗升高。所以全低壓制氧機，由于塔板阻力直接影響制氧機能耗，且環(huán)形塔板直徑大，因此，多數(shù)采用對流或徑流板。 規(guī)整填料精餾塔與篩板塔的比較 ? 精餾塔分為篩板塔和填料塔兩大類。填料塔又分為散堆填料和規(guī)整填料兩種。篩板塔雖然結(jié)構(gòu)較簡單，適應(yīng)性強，宜于放大，在空分設(shè)備中被廣泛采用。但是，隨著氣液傳熱、傳質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，對高效規(guī)整填料的研究，一些效率高、壓降下、持液量小的規(guī)整填料的開發(fā)，在近十多年內(nèi)，有逐步替代篩板塔的趨勢。 ? 規(guī)整填料由厚約 ，一塊塊排列起來的金屬波紋板，低溫液體在每一片填料表面上都形成一層液膜，與上升的蒸氣相接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。規(guī)整填料的金屬比表面積約是填料為篩板的 30倍，液氧持留量僅為篩板的 35％～ 40％。而且，因為精餾塔截面積比篩板塔小 1/3,填料垂直排列，不存在水平方向濃度梯度的問題，只要液體分布均勻，精餾效率較高，壓力降較小，氣體穿過填料液膜的壓差比穿過篩板液層的壓差要小得多，約只有 50Pa。上塔底部壓力的下降，必然可導(dǎo)致下塔壓力降低，進(jìn)而主空壓機的出口壓力相應(yīng)降低，使整套空分的能耗降低。同時，規(guī)整填料液體的滯留量小，因此，對負(fù)荷變化的應(yīng)變能力較強。 規(guī)整填料塔與篩板塔相比，有以下優(yōu)點： 1)壓降非常小，氣相在填料中的液相膜表面進(jìn)行對流傳熱、傳質(zhì)，不存在塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下，規(guī)整填料的阻力只有相應(yīng)篩板塔的 1/5~1/6； 2)熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高； 3)操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，所以負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)性強。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍可以在 30%～ 100%，篩板塔的調(diào)節(jié)范圍在 70%～ 100%； 4)液體滯留量小，啟動和負(fù)荷調(diào)節(jié)速度快； 5)可節(jié)約能源。由于阻力小，因而使空氣壓縮能耗減少 ％左右； 6)塔徑可以減小。 7）應(yīng)用規(guī)整填料后，由于當(dāng)量理論塔板的壓差減小，全 精餾制氬可能實現(xiàn)，氬提取率提高 10%～ 15%。 8）一般都選擇鋁作為規(guī)整填料的材料，這樣可減輕重量 和減少費用，但必須控制好填料金屬表面殘留潤滑油量小于 50mg/m2。在這樣條件下，可認(rèn)為鋁填料塔和鋁篩板塔用于氧精餾是同樣安全的。 精餾塔的下塔為什么一般不以規(guī)整填料塔取代篩板塔 規(guī)整填料塔的每 1m填料相當(dāng)?shù)睦碚撍鍞?shù)與上升氣體的空塔流速成反比，與氣體的密度的 1/2次方成反比。由于下塔的壓力高，氣體密度大，當(dāng)處理的氣量和塔徑一定時，每米填料的理論塔板數(shù)減少，即需要有較高的下塔才能滿足要求，這將使阻力增大，能耗增加，如果靠增大塔徑來降低流速，提高每米填料的理論塔板數(shù)，則會增加下塔的投資成本。因此，下塔是否采用規(guī)整填料，需要權(quán)衡利弊。目前還是以采用篩板塔的居多。
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