蒸馏塔内部：塔板、填料与流体力学

01 / 入门

基本原理

上升蒸气与下降液体接触。塔板提供离散接触级，填料提供润湿表面，可用等板高度HETP描述。实际塔板并不必然等于一个平衡级。降液管将液体送往下层，分布器将液体铺到填料上。支撑、收集器和再分布器属于整体系统。结构化填料的低压降对真空有利，但结垢、液体负荷和维护同样影响选择。

02 / 应用

计算示例

初步估算设实际蒸气流量Qv = 3 m³/s，给定液泛速度2.5 m/s，操作为液泛的80%，降液管占壳体截面15%。设计速度2 m/s，净面积1.50 m²，壳体面积1.765 m²，直径1.499 m。液泛速度是示例输入，并非通用关联式。另一个填料示例中，10个理论级乘假设HETP 0.50 m得到5 m填料，另加支撑和分布空间。不可将降液管修正用于填料。

u_design = f × u_flood
A_net = Qv / u_design
A_shell = A_net / (1 − f_downcomer)
D = √(4 A_shell / π)
H_packing = N_theoretical × HETP

03 / 进阶

工程决策

液泛发生于蒸气阻碍液流或夹带过大，漏液发生于蒸气不足以支撑塔板液体。需在最低和最高负荷下检查降液管液位、泡沫和压降。分布不良会降低优良填料的性能。HETP依赖混合物、负荷和分布。最终设计需要物性、相平衡、进料和供应商流体力学校核，示例不是制造规格。

参考资料

1. Sulzer · Distillation technology and internals ↗