塔板間距是兩塊塔板之間的距離。塔板間距的選定是塔設計中的重要一步，塔板間距選得過小，霧沫夾帶嚴重；若選得過大，則增加了塔的高度。因而需要通過最佳化設計的方法準確得出適應當前生產條件的塔板間距。通常情況下，為了保證精餾工況的正常進行，保證無霧沫夾帶的最小塔板間距，應該是塔板泡沫層高度再加上氣液分離空間。
基本介紹
- 中文名：塔板間距
- 外文名：tray spacing
- 領域：化工
簡介,相關研究,塔板間距對液泛的影響,溶劑油裝置脫重組分塔的最佳化設計,
簡介
塔板的間距決定了整個精餾塔的高度，因此，希望塔板間距儘可能小一些。
最小的板間距受兩個條件限制：（1）要避免發生液泛。即板間距要大於保證液體從上一塊塔板順利地流到下一塊塔板的最小間距。由回流液通過溢流斗的流動阻力來計算。顯然，它和溢流斗的結構形式密切相關，並與塔板進口擋板高度有關；（2）要保證無霧沫夾帶。在塔板上，蒸氣通過篩孔，經過液層鼓泡而上升，篩板上的傳質區域基本上由以下幾個部分組成：緊貼篩板為靜液層，它很薄；而後為鼓泡層；其上為蜂窩狀結構的泡沫層。由於泡沫的破裂並受蒸氣的噴射作用，其中還夾帶著飛濺的液滴，這就形成了霧沫層。如果蒸氣夾帶著液滴上升到上一塊塔板，即形成霧沫夾帶。為了保證精餾工況的正常進行，保證無霧沫夾帶的最小塔板間距，應該是塔板泡沫層高度再加上氣液分離空間。
一般情況下，當下塔的空塔速度Wn≤0.1m/s時，上塔空塔速度Wn≤0.3m/s時，分離空間為15～20mm。實際的板間距應大於不發生液泛的板間距，又要大於無霧沫夾帶的板間距。在設計時還應該考慮操作彈性，通常以設計負荷±20%進行校核。為了製造的方便。一個精餾塔的板間距應統一且規格化。國產中大型空分塔的板間距一般為90mm、110mm、130mm、150mm，每一級相差20mm。
相關研究
塔板間距對液泛的影響
氣液在板式旋轉床內接觸時，液相由於受到很大的離心力作用，其流速比在傳統塔設備中的速度大得多。因此，在這種情況下，氣體流速與傳統塔相比要高得多，且氣液接觸不易發生液泛現象。但是，在操作異常的情況下，板式旋轉床內將會出現嚴重的霧沫夾帶甚至淹塔液泛現象，這種現象將會嚴重影響塔內氣液接觸操作。根據板式旋轉塔的結構分析，流體沿轉子徑向流通截面積是變化的，在轉子內徑處最小，依據連續性方程可以得出此處氣體速度最大的結論。若加大氣相流量，轉子內徑處氣速進一步加大至過量，轉子中心將最先出現霧沫夾帶液泛現象。若加大液量，氣體流動阻力變大，當液量過大時，氣體將會被過量的液體堵塞，不能順利流過轉子，這時板式旋轉塔轉子內將會出現淹塔液泛現象，嚴重時將會導致整個塔內液泛，此時氣相壓降將會急劇上升。一般地，與淹塔液泛相比，塔內更易發生霧沫夾帶液泛。
液相流量恆定時，液泛性能因子隨著塔板間距的增加而增力口，即液泛點上升。這種現象產生的原因是液相流量恆定時，則轉子內液膜厚度保持恆定，塔板間距增加，將使供氣體流通的折流式通道面積增加，根據連續性方程，在氣體流量保持恆定的情況下，氣流速度將會降低，導致氣液間接觸作用減弱，氣體攜帶出去的液體減少，從而塔內霧沫夾帶液泛不易發生，因此液泛性能因子隨塔板的增加而降低。
溶劑油裝置脫重組分塔的最佳化設計
在進行塔板水力學計算時，關鍵在於塔板間距的確定。塔板間距的大小與處理能力、操作彈性、塔板效率有密切的關係，且與塔徑的大小也密切相關。一般較大的塔板間距可採用較高的空塔速度，這樣在一定的生產能力與操作條件下，塔徑可小些，但塔高增加了。對於板數較多的塔可考慮較小的塔板間距，適當增加塔徑降低塔高，單從造價考慮，如果塔板數不多，塔板間距較大而塔徑較小的塔往往可以節省投資。此外，在一定的氣、液相負荷和塔徑條件下，塔板間距小則霧沫夾帶量大，而適當地增加塔板間距，可使霧沫夾帶量減少，但物系在一定的允許空塔速度下均有一個最大的塔板間距與之相對應，超過了這個間距，霧沫夾帶量將不隨間距的增加而減少。因此，過大的塔板間距是不必要的，也是不經濟的。
