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（本期内容由技术知识众筹塔板团队河北工业大学陶金亮老师提供） 塔板作为精馏塔重要组成部件，一直备受各界专家的关注，一个好的塔板形式不仅能够保障产品的质量，而且还能减排降耗，从而为企业带来巨大的经济效益。因此如何突破现有塔板设计局限一直是专家的研究重点，今天小七了解到河北工业大学工程流动与过程强化研究中心陶金亮老师的一个最新塔盘专利成果，与大家一起学习探讨！ ——小七 随着石化行业的迅猛发展，精馏已成为化工生产中一个十分重要的化工分离过程。塔器的分离性能直接影响着生产能耗、产品收率、处理能力、环保排放等等，因此高性能塔盘的创新、研究和开发，一直备受各界专家关注。 塔器设备按塔内件结构可分为填料塔和板式塔，其传质过程分为淋膜态、鼓泡态和喷射态三大类。其中，板式塔的传质过程分为鼓泡态和喷射态两大类。本期小编主要通过对比，为大家讲解喷射态塔板的最新专利研究成果。 传统塔板设计思路——气液错流  传统塔板大都沿袭降液区与传质区分离的设计思路，分为气体通道、降液管和溢流堰，采取气液错流的传质模式。不同塔板的气体通道各不相同，如筛孔、浮阀、喷射等，因而其塔板的效率，操作弹性，塔板压降，制作成本等方面也各有自己的特色与优势。 然而受错流塔板结构局限，降液区和传质区分离的这种布局存在一定的局限：
这就好比足球比赛中，前锋、后卫各司其职。前锋固然重要，但后卫也很关键。投入过多力量进攻，则必然后防不稳；而加大后防，则又导致进攻无力。是否有一种全攻全守的策略呢？如果球队中每个队员都是优秀的前锋，同时又是优秀的后卫，这种情况下，球队业绩可想而知! 突破限制——降膜全喷射塔盘（TST） 延伸到塔盘技术，可否把降液管与传质元件有机结合在一起呢？为此，河北工业大学陶金亮老师（Email: jet700@163.com）开发出了一种全新设计理念的降膜全喷射塔盘，如图1所示。 工作原理从图1可以看出，当TST工作时，液体从上层塔板中溢流进入喷射罩（喷射罩壁面设置有开孔区域），并沿喷射罩内壁向下成膜流动，当遇到从下层塔板开孔上升的气体时，被液体破碎成液滴，并沿喷射罩壁面开孔随气体一起喷出罩外。喷射到罩外的液体，在重力作用下自然降落到下层塔板上，而气体则上升进入上层塔板空间，继续传质。 效果分析下面我们来从理论上来分析一下TST塔盘可能具有的潜在特色： 1无降液管；有益效果：属于全喷射，降液区域的消除，增大了传质区域的塔板利用率，传统错流方式喷射塔板正常开孔率10%左右，而TST可轻松达到15-20%。 2气液并流；有益效果：气速的提高，反而促进液体向外喷射，故能适应大气量、大液量的操作工况。 3气体不通过上层清液，仅破碎液膜；有益效果：压降低，实验表明，TST的湿板压降同工况下的筛板塔还要低哦！ 4液体不横穿塔板；有益效果：传质后的液体径直进入下层塔板，因而无返混； 5板间距低；有益效果：板间距可降低至200-300mm，仍能正常工作； 当然，人无完人，盘无完盘，TST缺点就是加工制作要求较高，不过这对于一个制造大国而言，这点精度上的要求还是完全能够达到的。 应用范围通过以上分析可知，全新理念的TST塔盘，未来可能会在以下领域有所应用： 1大通量气液传质场合，如旧塔产能提高改造；原因：塔盘开孔率可轻松达到20%（几乎提高一倍），这可是有扩产需求企业的福音！气液并流，可实现气液大通量传质，板孔动能因子15，溢流强度大于50m3/m仍能运行平稳，并保持效率稳定、压降较低。 2真空精馏；原因：板压降低，动能因子10-15时，其压降约为400-600Pa，甚至优越于筛板塔。 3反应精馏；原因：TST塔盘结构上更易于催化剂的安装，因为液体不横穿塔盘，所以不用担心催化剂会阻碍气液传质效率。 4超大型塔器、以及海洋晃动平台的操作；原因：全降液全喷射的设计，使塔盘上液层无液位梯度，无返混，大型塔器及海洋晃动平台的绝配哦。 结语 目前，TST的流体力学性能实验已经测试完毕，喷射状态下液滴破碎较好，操作超级平稳哦！看看喷射效果吧！ （本视频由河北工业大学陶金亮老师独家提供） |
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