板式塔实验装置

『壹』 影响精馏塔操作稳定的因素有哪些如何确定精馏塔操作已达稳定本实验装置能否精馏

影响精馏塔操作稳定的因素有：回流比、进料状况、操作压力。操作已达稳定的条件：灵敏板温度基本不变，塔釜液液面基本保持恒定。

在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。

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精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：

①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。

②填料塔，气液两相作连续逆流接触。

一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。

『贰』 精馏塔的工作原理

原理：利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。

无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。

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精馏塔产品质量指标选择有两类：直接产品质量指标和间接产品质量指标。精馏塔最直接的产品质量指标是产品成分。成分检测仪表发展很快，特别是工业色谱仪的在线应用，出现了直接控制产品成分的控制方案，此时检测点就可以放在塔顶或塔底。

然而由于成分分析仪表价格昂贵，维护保养麻烦，采样周期较长(即反应缓慢，滞后较大)而且应用中有时也不太可靠，所以成分分析仪表的应用受到了一定的限制。因此，精馏塔产品质量指标通常采用间接质量指标。

『叁』 板式塔气液两相的流动特点是什么

1、漏液线。气体流量低于此限时，液体经开孔大量泄漏。

2、过量雾沫夹带线。气体流量高于此限时，雾沫夹带量超过允许值，会使板效率显著下降。

3、液流下限线。若液体流量过小，则溢流堰上的液层高度不足，会影响液流的均匀分布，致使板效率降低。

4、液流上限线。液体流量太大时，液体在降液管内停留时间过短，液相夹带的气泡来不及分离，会造成气相返混，板效率降低。

5、液泛线。气液流量超过此线时，引起降液管液泛，使塔的正常操作受到破坏。

如果塔板的正常操作范围大，对气液负荷变化的适应性好，就称这些塔板的操作弹性大。浮阀塔和泡罩塔的操作弹性较大，筛板塔稍差。这三种塔型在正常范围内操作的板效率大致相同。

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一、板式塔结构

1、气体通道：为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。

气体通道的形式很多，它对塔板性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标志。筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在塔板上均匀地开设许多小孔（通称筛孔），气体穿过筛孔上升并分散到液层中。

泡罩塔塔板的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气体的泡罩。浮阀塔塔板则直接在圆孔上盖以可浮动的阀片，根据气体的流量，阀片自行调节开度。

2、溢流堰：为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面，塔板上须保持一定深度的液层，为此，在塔板的出口端设置溢流堰。塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定。对于大型塔板，为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。

3、降液管：液体自上层塔板流至下层塔板的通道，也是气（汽）体与液体分离的部位。为此，降液管中必须有足够的空间，让液体有所需的停留时间。

二、工业要求

工业生产对塔板的要求主要是：通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大；塔板效率要高；塔板压力降要低；操作弹性要大；结构简单，易于制造。

在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率；对于处理量大的一般性分离（如原油蒸馏等），主要是考虑通过能力大。

『肆』 板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些如何防止

一、落差原因：

1、鼓泡接触状态当气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。

2、蜂窝状接触状态随着气速的增加，气泡的数量不断增加。当气泡的形成速度大于气泡的浮升速度时，气泡在液层中累积。

3、气泡之间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡，板上为以气体为主的气液混合物。由于气泡不易破裂，表面得不到更新，所以此种状态不利于传热和传质。

4、泡沫接触状态当气速继续增加，气泡数量急剧增加，气泡不断发生碰撞和破裂，此时板上液体大部分以液膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小，扰动十分剧烈的动态泡沫，在板上只能看到较薄的一层液体。

二、防止措施：

1、喷射接触状态当气速继续增加，由于气体动能很大，把板上的液体向上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用又落回到板上，直径较小的液滴被气体带走，形成液沫夹带。

2、液滴回到塔板上又被分散，这种液滴的反复形成和聚集，使传质面积大大增加，而且表面不断更新，有利于传质与传热进行，也是一种较好的接触状态。

3、气泡的数量不多，形成的气液混合物基本上以液体为主，气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。

4、由于泡沫接触状态的表面积大，并不断更新，为两相传热与传质提供了良好的条件，是一种较好的接触状态。

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1、气体通道：

为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。

泡罩塔塔板的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气体的泡罩。浮阀塔塔板则直接在圆孔上盖以可浮动的阀片,根据气体的流量,阀片自行调节开度。

2、溢流堰：

为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面,塔板上须保持一定深度的液层，为此,在塔板的出口端设置溢流堰。塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定。对于大型塔板，为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。

3、降液管：

液体自上层塔板流至下层塔板的通道，也是气(汽)体与液体分离的部位。为此，降液管中必须有足够的空间，让液体有所需的停留时间。

『伍』 精馏塔设备由哪几部分组成 其作用是什么

精馏塔，塔顶换热器，回流罐（冷凝液储存罐），塔底再沸器。

板式塔主要结构专：进出料口（用于进料出料），属塔壁（用于支撑和密封），塔板（最重要部分，发生传质既精馏起作用的场所），液体分布器，塔顶冷凝器（将塔顶汽相冷凝出料和回流），再沸器（加热釜液使之汽化提供上升蒸汽），塔体主要就是这些，还有其它一些附件。

填料塔就是把塔板变成分段的填料在填料上发生传质，段与段之间有液体再分布器防止液流汇聚。

(5)板式塔实验装置扩展阅读：

精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：

①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。

②填料塔，气液两相作连续逆流接触。

一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。

『陆』 在精馏试验中，全回流操作的目的是什么如何确定全塔效率

理论与实际有差距，精馏操作中，掌握好三大平衡是关键，更是难点

『柒』 关于食品工程原理里的精馏塔实验该如何设计

实验8 筛板精馏塔实验
一、实验目的
1.了解筛板式精馏塔的结构流程及操作方法。
2.测取部分回流或全回流条件下的总板效率。
3.观察及操作状况。
二、实验原理
在板式精馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，汽液两相在塔板上接触，实现传质，传热过程而达到两相一定程度的分离。如果在每层塔板上，液体与其上升的蒸汽到平衡状态，则该塔板称为理论板，然而在实际操作中、汽、液接触时间有限，汽液两相一般不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果，达不到一块理论板的作用，因此精馏塔的所需实际板数一般比理论板要多，为了表示这种差异而引入了“板效率”这一概念，板效率有多种表示方法，本实验主要测取二元物系的总板效率Ep ：

板式塔内各层塔板的传质效果并相同，总板效率只是反映了整个塔板的平均效率，概括地讲总板效率与塔的结构，操作条件，物质性质、组成等有关是无法用计算方法得出可靠值，而在设计中需主它，因此常常通过实验测取。实验中实验板数是已知的，只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得总板效率，本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的板效，当测取塔顶浓度，塔底浓度进料浓度 以及回流比 并找出进料状态、即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线，并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数。如果在全回流情况下，操作线与对角线重合，此时用作图法求取理论板数更为简单。
三、实验装置与流程
实验装置分两种：
（1）用于全回流实验装置
精馏塔为一小型筛板塔，蒸馏釜为卧直径229m长3000mm内有加热 器。塔内径50mm共有匕块塔板，每块塔板上开有直径2mm筛孔12个板间距100mm，塔体上中下各装有一玻璃段用 以观察塔内的操作情况。塔顶装有蛇管式冷凝器蛇管为φ10×1紫铜管长3．25m，以水作冷凝剂，无提馏段，塔傍设有仪表控制台，采用1kw调压变压器控制釜内电加热器。在仪表控制台上设有温度指示表。压强表、流量计以及有关的操作控制等内容。
（2）用于部分回流实验装置
装置由塔、供料系统、产品贮槽和仪表控制柜等部份组成。蒸馏釜为φ250×340×3mm不锈钢罐体，内设有2支1kw电热器，其中一支恒加热，另一支用可调变压器控制。控制电源，电压以及有关温，压力等内容均有相应仪表指示，
塔身采用φ57×3.5mm不锈钢管制成，设有二个加料口，共十五段塔节，法兰连接，塔 身主要参数有塔板十五块，板厚1mm不锈钢板，孔径2mm，每板21孔三形排列，板间距100mm，溢流管为φ14×2不锈钢管堰高10mm。
在塔顶和灵敏板塔段中装有WEG—001微型铜阻感温计各一支由仪表柜上的XCE—102温度指示仪显示，以监测相组成变化。
塔顶上装有不锈钢蛇管冷凝器，蛇管为φ14×2长250mm以水作冷凝剂以LZB10型转子流量计计量，冷凝器装有排气旋塞。
产品贮槽上方设有观测罩，用于检测产品。
回流量、产品量及供料量分别由转子流量计计量。料液从料液槽用液下泵输送。釜液进料液和馏出液分别可由采出取样，此外在塔身上、中、下三部分各在二块上设有取样口，只要用针筒穿取样口中的硅胶板即可取样品，因此本装置不但可以进精馏操作性能的训练和塔冲总效率的测定，而且还可以进行全回流下单板效率的测定。
四、实验方法
（一）全回流操作实验方法
1、熟悉了解装置，检查加热釜中料液量是否适当，釜中液面必须浸没电加热器(为液面计高1/2以上，约5升0釜内料液组成乙醇10－25％(重量)左右的水溶液。
2、打开电源和加热器开关，控制加热功率在700W左右，打开冷却水，注意观察塔顶、塔釜情况，当上升蒸汽开始回流时此时塔顶冷凝器内冷却水流量应控制好使蒸汽基本处于全凝状况（50－100升/小时范围）若流量过小会使蒸汽从塔顶喷出，过大塔板上泡沫层不均，温度变低。
3、当塔板上泡沫层正常各泡沫层高度大体相等，且各点温度基本保持稳定、操作稳定持续一段时间（20分钟以上）后即可开始取样。
4、由塔顶取样管和釜底取样考克用烧瓶接取试样（150mι左右）取样前应取少许试样冲洗烧瓶，取样后用塞子塞好，并用水冲瓶外部，使其冷却到常温。
5、将常温试样用比重天平称出相对密度，然后用相对密度与质量百分数对照表查出质量百分数。
6、可加大加热电流（5安培左右）观察到液泛现象，此时塔内压力明显增加，观察后，将加热电流缓慢减到零，关闭电源开关。
（二）部分回流时操作方法
1、配制4～5％（体积）洒精水溶液，注入蒸馏釜（或由供料泵注入）至液位计上的标记为止。
2、在供料槽中配制15～20％（体积）洒精水溶液。
3、通电启动加热釜液，先可将可调变压器达到额定电压，开冷却水，观察塔各部情况。
4、进行全回流操作，控制蒸发量“灵敏板”温度应在80℃左右。
5、开加料泵，控制流量（需经几度调节才能适宜流量）
6、为了首先满足回流要求、故在回流分配器中的产品管（φ8）管口高于回流管的管口，应调小回流量（过一段时间即可馏出产品）进行部分回流并控制一定回比，使产品达到 要求的浓度94～95％（体积）
7、控制釜底排料量，使釜液面保持不变。
8、控制好冷却水用量(即塔顶冷凝器冷流体)便塔顶蒸汽基本处于全凝状态。
9、操作均达到稳定后，进行样品采集，可按进料、塔釜、塔顶、顺序采集。并记录进料回流、馏出各流量及温度等有关数据。
10、将样品降到常温后，在教师指导下用液体比重天平测定相对密度，再用对照关系曲线，查出质量百分数。
11、可加大加热电流观察液泛现象。
12、注意观察操作条件不同对结果的影响。
五、数据处理
1、用作图法确定实验条件下理论板数，并进一步得出总板效率。
2、对结果的可靠性进行分析。

六、实验讨论题
1、在实验中应测定哪些数据？如何测得？
2、比重天平如何使用？应注意什么问题？
3、全回流和部分回流在操作上有何差异？
4、塔顶回流液浓度在实验过程中有否改变？
（全回流及部分回流两种情况）
5、怎样采集样品才能合乎要求？
6、比较两种装置在内容和操作方面的不同？
7、在操作过程中各塔板上泡沫层状态有何不同？各发生过怎样的变化？为什么？
8、塔釜内压强由何决定？为会么会产生波动？
9、塔顶和塔底温度和什么条件有关？
10、精馏塔板效率都有几种表示方法，试讨论如何以板效率？
11、全回流操作是否为稳定操作？当采集塔顶样品时，对全回流操作可能有何影响？
12、塔顶冷凝器内冷流体用量大小，对精馏操作有何影响？
13、如何判别部分回流操作已达到稳定操作状态？

『捌』 影响精馏塔操作稳定的因素有哪些如何确定精馏塔操作已达稳定本实验装置能否精馏

影响精馏塔操作稳定的因素有：回流比、进料状况、操作压力。操回作已达稳定的条答件：灵敏板温度基本不变，塔釜液液面基本保持恒定。

在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。

(8)板式塔实验装置扩展阅读：

精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：

①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。

②填料塔，气液两相作连续逆流接触。

一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。