隔板精餾塔是完全熱耦合塔的一種特殊結構，對于多組分精餾具有巨大優勢。它是目前國外在設備集成和節能降耗方面的前沿研究熱點。下面小七就跟大家一起學習隔板精餾塔。
1 、隔板精餾技(ji)術基本結(jie)構與原理
對于三(san)元(yuan)混合物分(fen)離，采用傳統的簡單(dan)塔分(fen)離流(liu)程需要 2個精餾塔才能分(fen)離得到所(suo)有組分(fen)，如圖 1所(suo)示。
3個(ge)產品從第一(yi)塔采(cai)出，這種側線采(cai)出的精餾塔只適(shi)用于(yu)組(zu)(zu)成在(zai)一(yi)定范圍內(nei)的物系分離，通常不(bu)能滿(man)足組(zu)(zu)分分離要求（見圖 2）。
圖(tu) 1 傳統的兩(liang)塔分離流程
圖 2 側(ce)線分離(li)塔
隔板精餾塔(ta)是利用隔板把塔(ta)中間分割(ge)為 2部分，進料側相(xiang)(xiang)當于預分離器(qi)，另一端(duan)相(xiang)(xiang)當于主塔(ta)，如(ru)圖 3所示(shi)。
隔板的巧妙使(shi)用實現了兩塔(ta)功能(neng)。由(you)于(yu)隔板精(jing)餾塔(ta)在分離原理和計算(suan)方法(fa)上與熱耦合精(jing)餾塔(ta)相同(tong)，在熱力學(xue)上等同(tong)于(yu)一個(ge) Petlyuk塔(ta)（見圖 4）。
圖 3 隔板精餾塔(ta)
圖4 Petlyuk塔
2、技術優勢
設備(bei)數量和占地面積都(dou)可以(yi)減少(shao)，設備(bei)總(zong)投資(zi)一般可以(yi)降低30%左右。
減少分(fen)離過程(cheng)中的組分(fen)濃(nong)度的返混，與(yu)傳統的兩塔流(liu)程(cheng)相比，能(neng)耗(hao)降(jiang)低(di) 30%左(zuo)右，主(zhu)要(yao)原(yuan)因有 2點：
（1）DWC在熱力學上更有效
分(fen)(fen)(fen)析圖 1所示(shi)的(de)(de)(de)簡(jian)單塔(ta)(ta)，該塔(ta)(ta)的(de)(de)(de)直接分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)順序是(shi)第一(yi)(yi)塔(ta)(ta)提(ti)餾段組(zu)分(fen)(fen)(fen)B的(de)(de)(de)組(zu)成隨組(zu)分(fen)(fen)(fen)A的(de)(de)(de)降(jiang)低而增(zeng)加，再向下又隨組(zu)分(fen)(fen)(fen) C的(de)(de)(de)組(zu)成增(zeng)加而降(jiang)低，即組(zu)分(fen)(fen)(fen)B組(zu)成在(zai)(zai)塔(ta)(ta)內分(fen)(fen)(fen)布有峰值，導致塔(ta)(ta)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)再混現象(xiang)，如圖 5所示(shi)。這(zhe)種(zhong)簡(jian)單塔(ta)(ta)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)再混現象(xiang)是(shi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)效(xiao)率低的(de)(de)(de)原(yuan)因之一(yi)(yi)。與之相反，圖 3中(zhong)(zhong)，DWC中(zhong)(zhong)預(yu)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)器(qi)進行初步分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)，組(zu)分(fen)(fen)(fen) B同時出現在(zai)(zai)塔(ta)(ta)頂(ding)和塔(ta)(ta)底(di)。預(yu)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)器(qi)上部(bu)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li) AB和 C，下部(bu)則(ze)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li) BC和A，上下兩段只分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)各(ge)段的(de)(de)(de)產(chan)品組(zu)分(fen)(fen)(fen)（見圖 6）。在(zai)(zai)主(zhu)塔(ta)(ta)中(zhong)(zhong)也是(shi)如此(ci)，有效(xiao)避免(mian)了(le)兩簡(jian)單塔(ta)(ta)流程中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)再混合現象(xiang)。
圖 5 兩簡單(dan)塔中(zhong) B組分濃度分布
圖 6 DWC中 B組分濃度分布
（2）降低了進料板上的混合影(ying)響
減少了進料(liao)與(yu)進料(liao)板(ban)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng)不同引起的混合問題。由于在預分離器中，B組(zu)(zu)(zu)分同時出(chu)現在塔頂和塔底，因(yin)此(ci)進料(liao)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng)與(yu)板(ban)上組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng)近似，降低了進料(liao)板(ban)處的混合效應。
設備投資方面，隔板塔與(yu)傳(chuan)統的兩簡(jian)單(dan)(dan)塔(ta)分離流程相(xiang)比(bi)，總共只需要 1個(ge)(ge)冷凝器，1個(ge)(ge)再沸(fei)器，1個(ge)(ge)塔(ta)體，1套控制方案，占地面積較小，但需隔板，同(tong)時塔(ta)體相(xiang)對單(dan)(dan)個(ge)(ge)簡(jian)單(dan)(dan)塔(ta)略大。總設備投資降低(di)30%左(zuo)右(you)。
隔板精(jing)餾塔的(de)主(zhu)要設(she)計(ji)及優化(hua)參數包括預分離及主(zhu)塔理(li)論板數、進料(liao)位(wei)置、側線(xian)出料(liao)位(wei)置及流量，隔板塔上部液體(ti)進入隔板兩(liang)側的(de)比例，隔板下(xia)部氣體(ti)進入隔板兩(liang)側的(de)比例等(deng)。除設(she)計(ji)與優化(hua)外(wai)，阻礙隔板精(jing)餾塔工業(ye)應(ying)用的(de)另外(wai)一個難點在于控(kong)制方(fang)案(an)相對(dui)復雜，因此研(yan)究隔板精(jing)餾塔的(de)動(dong)態特性才(cai)能確定其控(kong)制方(fang)案(an)。
3、適用工況：
三組(zu)分(fen)或者(zhe)更多組(zu)分(fen)分(fen)離(li)(li)、熱敏物質分(fen)離(li)(li)
4、隔板精餾設計關鍵
（1）精準(zhun)的模擬計算。
（2）適用的(de)控制方案(an)。
（3）可(ke)靠的隔板兩側(ce)氣液分配(pei)設計。
（4）針對隔板塔的(de)內件設計(ji)。
5、設備設計
國外對 DWC的設(she)備研究已經(jing)取得了相當的成就，尤(you)其在隔(ge)板(ban)(ban)方(fang)面。現在的 DWC設(she)備已經(jing)從起初將(jiang)隔(ge)板(ban)(ban)固定(ding)在塔上發(fa)展到(dao)可移動的隔(ge)板(ban)(ban)；還(huan)有適(shi)用于特殊需(xu)要的偏離中(zhong)心(xin)位(wei)置的垂直隔(ge)板(ban)(ban)。另外，對塔的安裝方(fang)式、塔板(ban)(ban)放置位(wei)置及角度(du)等方(fang)面都有專利報道。
圖片
隔板精餾塔的傳質介質可以采用塔板，也可以是填料。由于塔內隔板的存在，必須采用專門設計的塔板。填料隔板塔要有較好的塔壁分布系統來處理壁流。塔頂通過回流分布器控制隔板兩側流量分布。德國 Montz公司是最先提供隔板精餾塔設備及塔內件的(de)公司，且在此領域一(yi)直處于(yu)領先地位(wei)。
6、 適用范圍
隔板精餾(liu)塔并非適用所有(you)的精餾(liu)分離問題，通常分離物(wu)系應滿(man)足：
1、B的質(zhi)(zhi)量分數超過 20%，特別(bie)是進料中 B組分含量較高，輕、重組分含量相當的物(wu)系。進料中 B組分的質(zhi)(zhi)量分數達到 2/3左右時，則是比較理(li)想(xiang)的物(wu)系。
2、常規兩(liang)塔操作壓(ya)力(li)相同。由于采用 DWC分(fen)離 3組分(fen)混(hun)合(he)物(wu)是在(zai)同一塔設備內完成，故整(zheng)個分(fen)離過(guo)程的(de)壓(ya)力(li)不能改變(bian)。若(ruo)壓(ya)力(li)需(xu)要改變(bian)，則 DWC不再適用，應(ying)采用常規的(de)兩(liang)塔精(jing)餾(liu)。
3、塔(ta)頂塔(ta)底(di)溫差(cha)最大(da)(da)。任(ren)何(he)應用案例均需要單獨(du)研究，否則，實際產生的能(neng)效可能(neng)與 DWC優(you)點(dian)大(da)(da)相徑庭(ting)。