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第十二章 蒸馏原理与设备 渭南职业技术学院医学系 雷蒙蒙 第一节 平衡蒸馏和简单蒸馏 平衡蒸馏和简单蒸馏是最简单的蒸馏操作，多适用于待分离混合物中各组分挥发度相差较大而对分离要求不高的场合。 一、平衡蒸馏（闪蒸） (1) 闪蒸流程和操作方法 平衡蒸馏的原理 原料液 加压 加热 达到泡点温度 减压 降低沸点 在分离器内自蒸发 (2) 特点 ①　连续操作； ②　组成和温度恒定不变； ③　气、液两相平衡 生产能力大，但不能得到很纯的产物，只能用于物料的初步分离。 二、简单蒸馏（微分蒸馏） (1) 简单蒸馏装置和操作方法 简 单 蒸 馏 (2) 特点 ① 间歇操作过程是一动态过程；蒸馏过程中混合物的沸点、冷凝温度、冷凝液的组成、釜液组成均随时间不断变化。 ② 易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温度不断升高； ③ 产品与釜液组成随时间而改变(降低）； ④ 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。 分离效率低，但比平衡蒸馏的分离效果好，也只能用于混合物的初步分离或适用于相对挥发度较大而对产品组成要求不高的混合物的分离。 第二节 精馏塔设备 精馏设备能将液液混合物进行较完全的分离。 原理：利用混合物中各组分挥发度的差异，通过加热使其部分气化产生气液两相，借助“回流”技术，使气液两相在精馏塔内进行多次部分气化和部分冷凝，以使混合物进行比较完全分离的操作过程。 设备主要有：精馏塔，塔顶冷凝器、塔底再沸器，原料预热器、产品冷却器、回流用泵等。 按照塔内件结构分为 1.板式塔 （一）板式塔构造 1. 总体结构 外观立式筒体结构； 内部设置塔板； 塔板上设置了降液管、工作区、溢流堰、受液盘等部件。 气液流向：液体自上而下，气体自下而上；塔体总体上气液两相逆流流动；塔板上气液两相错流流动。 2．塔板结构塔板的主要构造包括：气体通道、溢流堰、降液管、入口堰等。 塔板板面布置如右图： (1) 气体通道即开孔区的传质元件。各种塔板主要区别就在于气体通道型式不同。最简单的是筛板塔。 ⑵溢流堰作用：保证塔板上有一定的液层高度。型式：平直堰、齿型堰 ⑶降液管 塔板间液体流动通道，也是溢流液体释放夹带气体的场所。降液管类型：降液管有圆形和弓形两类。 降液管规定了液体的流动途径，常用的液流型式有下列几种：U型流程（回转流）、单程流型（又称直径流）；双程流型（半径流）；四程流型；阶梯流型； 常用塔板类型及其特点 1. 泡罩塔板（Bubble-cap tray） 优点：弹性大、操作稳定可靠。 缺点：结构复杂，成本高，压降大。对于大直径塔，塔板液面落差大，导致塔板操作不均匀。 现状：近二、三十年来已趋于淘汰。 2. 筛孔塔板Sieve plate 。结构：塔板上均匀分布许多小孔(多呈正三角形) ，形似筛孔，简称筛板。 根据孔径大小分为： 小孔筛板（3~8mm） 大孔筛板（10~25mm） 优点：构造简单，制作方便，成本低(造价约为泡罩塔的60%)；压降小、处理量大(可比泡罩塔提高10%~15%)，清洗和修理也比较容易。 缺点：操作弹性小；筛孔容易堵塞；安装要求高； 3.浮阀塔板 20世纪50年代问世。结构：在开孔处安装一个可以上下浮动的阀片；阀片形式多样，最常用的是F1型浮阀、V-4型和T-型。 F1型浮阀：圆形，直径50mm，3个向下定距片，3只阀脚操作特点：随蒸气量变化上下移动，调节阀孔气体流速。 优点：对负荷波动的适应强，弹性大(可到6)；压降较低，通量可增大20%~40%。结构比泡罩塔板简单，造价低20%左右。 缺点：阀片易松动或卡住(生锈)，多用不锈钢制做，造价高。 现状：是目前使用最广泛的板型之一。 我国标准：重阀33g 轻阀25g（真空塔用） 4.导向筛板Flow-guide Sieve plate 结构：有导向筛孔，并设置鼓泡促进装置。 特点：塔板上液层均匀，压降小；塔板效率高；操作弹性比筛孔大；是一种优良的真空塔板。 2.填料塔 1. 填料塔的结构 填料层：提供气液接触的场所。 液体分布器：均匀分布液体，以避免发生沟流现象。 液体再分布器：避免壁流现象发生。 支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。 除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。 气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置