塔器技术进展
摘 要: 简要介绍了塔器技术发展史及其重大变革，重点介绍了20世纪80年代后中国塔器技术的发展和现状。重点介绍了高效导向筛板的结构、工作原理及特点. 新旧巴塞尔协议
Abstract： The development and significant innovations of distillation tower， especially the development, current situation and problems of distillation tower in China after the 1980's are introduced. Introduced the highly efficient guided sieve tray structure, working principle and characteristics.
Key words: tower; float valve； vertical sieve tray （VST); bubble cap tray； packing;
塔器的应用范围和重要性众所周知.它的作用是传质,其本质就是在一定塔体空间内，最大限度的提高两相的接触机会，并尽可能降低压降。
本文以塔器技术的起源与发展为线索，考察每次变革所起的作用和意义，以期对塔器技术的研究有所启迪。
1板式塔
传统的板式塔主要有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、固舌塔、浮舌塔和林得塔盘等.以下简介有代表性的塔器新技术。板式塔已有100多年的发展历史.长期以来,人们围绕高效率、大通量、宽弹性、低压降的宗旨，开发了不少于80种的各种类型塔板,主要集中在对气液接触元件和降液管的结构改进以及对塔内空间的利用等方面。 1.1垂直筛板的起源与发展
20世纪80年代初，西北大学化工系开始研究垂直筛板,但由于未能顺利工业化而搁置。十年过后，河北工业大学开发了梯形立体喷射塔板（CTST）［1]，并成功地使之工业化，目前已有相当的市场占有率,主要用于精馏、吸收、解吸和汽提等过程，其传质原理如图1所示。
塔盘板上的液体通过液层静压头以及升气管的吸力从升气管根部进入升气管,被上升的气体拉膜雾化,从升气管侧上部返回本层塔盘，进行气液分离，液相返回塔盘，通过降液管进入下层塔盘，气体通过上层塔盘升气管继续上升,在以上过程中气液充分接触，达到传质作用。 近年来，由西安石油大学、西安思瑞迪公司和西北大学联合开发的泡罩立体筛板［2］具有垂直筛板和泡罩塔盘双重的传质作用,且塔盘无泄漏，除了用于精馏、吸收、解吸和分馏外，对于气液比极大的工况（如尾气吸收）和板效率较小的工质（如脱硫脱碳过程），是非常有效的。它还可以方便地用于催化精馏和集成塔技术，具有较大的发展前景，其传质原理如图2所示。
泡罩立体塔盘与垂直筛板和泡罩不同的是升气管和泡罩是斜面的。随着气体在升气管内的上升，通道变窄,流速增大，雾化效果加剧,通过升气管顶部三角形格栅条孔进入升气管外侧泡罩通道,仍以雾化状态延续传质过程，最后通过斜面泡罩下部的细缝，将气体平铺分散在塔盘上的液相中，比普通垂直面泡罩分散气体的范围更为宽广.由于其传质效率大幅度提高，塔盘数减少，应用于像乙酸这样高腐蚀性的工况，节约贵金属的效益十分可观.
1.2圆形浮阀塔盘
原美国Glitsch公司于20世纪50年代开发的V—1， V-4， V-0、十字架形浮阀得到了广泛应用。60年代国内引进的F—I浮阀技术沿用至今，其主要缺点是没有导向功能，而且圆阀转动磨损阀腿。
20世纪90年代末，北京泽华公司开发出的ADV微分浮阀［3]在国内得到了很好的推广和应用。如图4所示，这种浮阀在浮阀顶部开有切口，具有加强传质效果和导向作用，在圆阀孔设置两个绊腿避免浮阀旋转。与之配套的还有进口鼓泡一设施强化传质，铰接式塔板连接结构降低成本，并可在塔板搭接处布置浮阀，从而在整个鼓泡区域形成均匀的布阀结构，这无疑都提高了整体的传质效果.
21世纪初,西安思瑞迪精馏公司开发的3D圆阀[4］，如图5所示.阀盖周边间隔压卞的导流片，使通过浮阀的气体分层次多方位的进入液体，有利于气液充分接触，导向作用是通过改变阀腿开启高度和阀盖上压下的导向孔实现的。阀孔上开有缺口，其中一个阀腿在缺口中上下浮动，用于定位和防止浮阀旋转；同时在液相进口处设置鼓泡进口堰,用于降液管液封和传质；塔板搭接处采用鼓泡紧固件，强化塔盘搭接处的传质状态，同时可防止脱落。其综合性能十分优良。
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1。3条形浮阀浮阀塔盘
1954年Nutte开发了条形浮阀，70年代在国内也有条阀的开发和研究，但无多大进展。直到1985年由洛阳石化工程公司开发了一种LI型条阀[5] (见图6)。其氏边为气体通道。采用错排形式,气液流动互相垂直，与圆阀相比，返混程度有所减小。
相继有大庆石油化工设计院和江苏省无锡东新石油化工设备厂联合开发的JF复合浮阀塔板电力系统负荷预测[6]（见图7）。
图6 L1型条阀 图7 JF 复合浮阀
1。4高效导向筛板
中国尿疗协会导向浮阀［7]的结构，如图8所示。其构思具有明确的指导思想,试图保留一般浮阀塔板的优点，克服一般浮阀塔板所存在的缺点。因此,导向浮阀与Fl型浮阀在结构上有所不同.首先，在导向浮阀上设有适当大小的导向孔，导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致。
在操作中,借助从导向孔流出的少量气体推动塔板上的液体前进，从而消除液面梯度.第二,Fl型浮阀为圆型，气体向四面八方流出，造成塔板上的液体显著返混,塔板上液体返混将降低塔板效率。而导向浮阀为长方形，长度为80mm，宽约35mm，两端设有阀腿。这样,在操作中，气体不是从四周流出,而是从两侧流出,流出的方向与塔板上的液流方向互相垂直，可使塔板上液体的返混程度明显减小。第三,对于一般鼓泡型塔板，在塔板两侧的弓型区域内，液体循环流动，称为液体滞留区。由于液体滞留区的存在，使流经液体滞留区的气体，相当于旁路,很少有传质作用，使塔板效率降低。而导向浮阀塔板,由于导向浮阀上设有一只或二只导向孔，借助导向浮阀的适当排布，一可以消除液休滞留区。由于液体流经滞留区的流路较长，在位于液体滞留区中的部分导向浮阀土，设有2只导向孔，如图8-（b）所示,以加速液体流动,使塔板上的液体流速趋于均匀。此外，导向浮阀在结构土是十分可靠的，不易磨损，不会脱落,操作安全可靠。因此，导向浮阀塔板保持了一般浮阀塔板的优点，克服了一般浮阀塔板所存在的缺点，具有良好的流体力学和传质性能,为目前国内外最佳塔板之一。
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