基本介紹
- 中文名：液泛
- 外文名：flooding
- 地點：精餾塔
- 特點：超過其所處空間範圍
- 分類：降液管液泛、霧沫夾帶液泛
- 別稱：淹塔
簡介,基本性質,塔設備的液泛及原因,液一液萃取柱的液泛現象,
簡介
液泛又稱淹塔，是帶溢流塔板操作中的一種不正常現象，會嚴重降低塔板效率，使塔壓波動，產品分割不好。表現為降液管內的液位上升和板上泡沫層提升至使塔板間液流相連。造成液泛的原因是液相負荷過大，氣相負荷過小或降液管面積過小。為防止液泛現象發生，在設計和生產中必須進行一層塔板所需液層高度以及板上泡沫高度的計算來校核所選的板間距，並對液體在降液管內的停留時間及降液管容量進行核算。
其主要的防止方法：①儘量加大降液管截面積，但會減少塔板開孔面積：②改進塔板結構，降低塔盤壓力降。③控制液體回流量不太大。
基本性質
1、降液管液泛
指降液管內的液相堆積至上一層塔板。造成降液管液泛的原因主要有降液管底隙高度較低、液相流量過大等。
2、霧沫夾帶液泛
指塔板上開孔空間的氣相流速達到一定速度，使得塔板上的液相伴隨著上升的氣相進入上一層塔板。造成霧沫夾帶液泛的原因主要是氣相速度過大。
3液泛點
產生液泛時的操作狀態稱為液泛點。在設計精餾塔時，必須控制維持液泛率在一定的範圍內以保證精餾塔的穩定運行。
4、淹塔
直徑一定的塔，可供氣、液兩相自由流動的截面是有限的。二者之一的流量若增大到某個限度，降液管內的液體便不能順暢地流下；當管內的液體滿到上層板的溢流堰頂時，便要漫到上層板，產生不正常積液，最後可導致兩層板之間被泡沫液充滿。這種現象，稱為液泛。若液泛過於嚴重，塔盤、塔內充滿液體，此時即為淹塔。
塔設備的液泛及原因
液泛開始時，塔的壓降急劇上升，效率急劇下降。隨後塔的操作遭到破壞。 促成液泛的因素主要有以下兩個：
a、降液管內液體倒流回上層板 由於塔板對上升的氣流有阻力，下層板上方的壓力比上層板上方的壓力大，降液管內泡沫液高度所相當的靜壓頭能夠克服這一壓力差時，液體才能往下流。 當液體流量不變而氣體流量加大，下層板與上層板間的壓力差亦隨著增加，降液管內的液面隨之升高。若氣體流量加大到使得降液管內的液體升高到堰頂，管內的液體便不僅不能往下流，反面開始倒流回上層板，板上便開始積液；加以操作時不斷有液體從塔外送入，最後會使全塔充滿液體。就形成了液泛。若氣體流量一定而液體流量加大，液體通過降液管的阻力增加，以及板上液層加厚，使板上下的壓力差加大，都會使降液管內液面升高，從而導致液泛。
b、過量液沫夾帶到上層板氣流夾帶到上一層板的液沫，可使板上液層加厚，正常情況下，增加得並不明顯。在一定液體流量之下，若氣體流量增加到一定程度，液層的加厚便顯著起來（板上液體量增多，氣泡加多、加大）。氣流通過加厚的液層所帶出的液沫又進一步加多。這種過量液沫夾帶使泡沫層頂與上一層板底的距離縮小，液沫夾帶持續地有增無減，大液滴易直接噴射到上一層板，泡沫也可冒到上一層板，終至全塔被液體充滿。
以上兩種促成液泛的原因中，比較常見的是過量液沫夾帶。
液一液萃取柱的液泛現象
例如脈衝篩板柱在一定的脈衝條件下，增大分散相（假設為輕相）的流量，分散相在柱內的存留分數也將增大。因此連續相的實際流速及兩相的相對流速也隨之增加，兩相逆流流動的阻力也隨之迅速增加。當流動阻力增加到一定程度時，兩相正常的逆流流動遭到破壞。但是兩相料液仍不斷加入，上澄清段的相界面逐漸上移並最終消失，重相從輕相出口管溢出。與此同時，分散相在柱內逐漸積累，在柱子的某一區段內可能迅速聚結成大的液團，並充滿整個柱截面。在柱的下澄清段可以出現一個新的兩相界面，在將柱底所有的重相排出之後，輕相將從重相出口管流出。這樣就發生了液泛。
在一定的脈衝強度下，增大連續相流量，會增加對分散相液滴的摩擦阻力，減少其流動速度。當連續相流速超過某一臨界值後，連續相流體對分散相液滴的摩擦阻力超過了重力的作用，結果使液滴隨連續相流動，最後從重相出口管排出。這樣也破壞了兩相的逆流流動，導致了液泛的發生。
當兩相流量一定，而增加脈衝強度時，由於單位體積輸入能量增加，攪拌加劇，分散相液滴平均直徑減小。液滴群在柱內的停留時間增加，分散相的存留分數也增加。當脈衝強度超過某一臨界值時，也會破壞兩相正常的逆流流動，造成液泛。通常，可以根據脈衝篩板柱的操作情況來判斷液泛現象。例如當輕相為分散相時，如果出現上澄清段相界面上移，分散相液滴在柱內迅速聚結成大液團，在柱下部開始出現新的界面，或者柱兩端出口液流中夾帶量迅速增大等現象，都是出現液泛現象的徵兆。
