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汽提塔內混合油與蒸汽的逆流接觸過程是怎樣的？
2024-10-28
汽提塔內混合油與蒸汽的逆流接觸是汽提過程中的關鍵環節，以下是詳細的過程描述：
一、初始狀態
? 汽提塔主要由塔體、內部構件（如填料或塔板）、進料口、蒸汽入口、溶劑蒸汽出口和油脂出口等部分組成。在工作開始前，汽提塔內部處于相對穩定的狀態，塔內的溫度和壓力根據上一次操作結束后的情況或者預熱設定處于一定水平。
? 混合油從汽提塔的上部進料口進入。此時混合油是一種油脂和溶劑的均勻混合物，以植物油浸出為例，混合油中的溶劑（如正己烷）通常占有較大比例，其狀態為液態。混合油以一定的流速進入，流速由進料泵和流量調節閥控制，確保穩定且合適的進料量，避免進料過快導致汽提不充分，或者進料過慢降低設備效率。
? 蒸汽從汽提塔的底部進入。一般采用低壓飽和蒸汽，其溫度略高于溶劑的沸點，壓力在合適的操作范圍（如0.2 - 0.4MPa）。蒸汽以向上的流動方向進入塔內，為混合油中的溶劑汽化提供熱量來源。
二、逆流接觸開始
? 當蒸汽從底部進入塔體后，開始向上流動。同時，混合油從頂部進入并向xia流動，二者形成逆流接觸。這種逆流接觸方式是非常高效的，因為它使得蒸汽和混合油之間的溫度差和濃度差能夠在整個塔內得到充分利用。
? 混合油剛進入塔內時，首先會在蕞上層的填料或者塔板上展開。如果是填料塔，混合油會在填料表面形成液膜。填料通常具有較大的比表面積，如鮑爾環填料，其獨特的結構使得混合油能夠均勻地分布在其表面。如果是塔板塔，混合油會在塔板上形成一定厚度的液層。以篩板塔為例，混合油在塔板上積聚，通過塔板上的降液管流到下一層塔板。
? 蒸汽從底部進入后，在向上流動的過程中，首先接觸到的是已經在塔內下層經過部分汽提的混合油。對于這部分混合油，由于部分溶劑已經汽化，其溶劑含量相對較低，蒸汽與之接觸后，繼續為其中剩余的溶劑提供汽化所需的熱量，使溶劑進一步汽化。
三、在填料或塔板上的接觸過程
? 填料塔情況
? 在填料塔中，蒸汽向上穿過填料時，會與填料表面的混合油液膜進行充分接觸。由于填料的存在，蒸汽和混合油的接觸面積*大增加。例如，每一個鮑爾環填料的內外表面都可以作為接觸界面。蒸汽與混合油之間存在溫度差，蒸汽的熱量通過傳導和對流的方式傳遞給混合油。混合油中的溶劑吸收熱量后，分子運動加劇，當達到溶劑的沸點時，溶劑分子開始汽化。
? 汽化后的溶劑分子從液膜表面逸出，進入氣相，與蒸汽一起向上流動。隨著蒸汽不斷向上，它會遇到新的混合油液膜，重復上述的熱量傳遞和溶劑汽化過程。這個過程在整個填料層中持續進行，使得混合油中的溶劑逐漸汽化，并且隨著蒸汽向上移動。
? 塔板塔情況
? 在塔板塔中，蒸汽通過塔板上的小孔（如篩板塔）或其他通道（如浮閥塔）鼓泡進入混合油液層。當蒸汽鼓泡時，在氣泡的表面形成了蒸汽 - 混合油的接觸界面。在這個界面上，熱量從蒸汽傳遞到混合油。溶劑分子在獲得足夠的熱量后汽化，進入氣泡內部。
? 氣泡在上升過程中，會不斷地與周圍的混合油進行熱量和質量交換。隨著氣泡的上升，混合油中的溶劑不斷汽化進入氣泡，氣泡的體積也會逐漸增大。當氣泡上升到液層表面時，破裂并釋放出其中的溶劑蒸汽，這些溶劑蒸汽與其他氣泡釋放的蒸汽一起向上移動到上一層塔板。同時，混合油在重力作用下，通過塔板上的降液管流到下一層塔板，在新的一層塔板上繼續與蒸汽進行接觸。
四、汽提過程中的動態平衡
? 在整個逆流接觸過程中，汽提塔內存在著動態的平衡。一方面，蒸汽不斷地將熱量傳遞給混合油，使溶劑汽化，溶劑蒸汽向上流動；另一方面，混合油中的油脂在重力作用下向下流動，并且隨著溶劑的汽化，混合油的組成和性質也在不斷變化。
? 從質量傳遞的角度來看，溶劑從混合油相（液相）向蒸汽相（氣相）的轉移是一個關鍵過程。這個過程的速率取決于蒸汽和混合油之間的接觸面積、溫度差、溶劑在混合油中的濃度以及汽提塔內的壓力等因素。例如，當溫度升高或者壓力降低時，溶劑的汽化速率會加快，有利于溶劑從液相向氣相的轉移。
? 同時，蒸汽的流量和混合油的流量也需要保持一定的平衡。如果蒸汽流量過大，可能會導致混合油在塔內停留時間過短，溶劑汽化不完全；如果蒸汽流量過小，又無法提供足夠的熱量來汽化溶劑。同樣，混合油的流量也需要根據蒸汽流量和汽提塔的處理能力進行合理調節。
五、接近出口階段的接觸
? 隨著蒸汽和混合油的逆流接觸不斷進行，靠近汽提塔頂部時，蒸汽已經攜帶了大量汽化后的溶劑。此時，混合油經過多層填料或塔板的汽提，其中的溶劑大部分已經汽化，剩余的混合油中溶劑含量已經很低。
? 從混合油的角度來看，它在向xia流動的過程中，蕞后在汽提塔底部流出時，已經是經過充分汽提的油脂，其殘留溶劑含量符合生產要求。從蒸汽的角度來看，在頂部出口附近，蒸汽幾乎飽和了溶劑蒸汽，這些溶劑蒸汽隨后會被輸送到冷凝器進行冷卻回收。
六、逆流接觸的優化
? 為了確保逆流接觸的效果，汽提塔的內部構件（填料或塔板）的設計和選擇非常重要。合適的填料類型和尺寸可以蕞程度地增加接觸面積，而塔板的設計（如塔板間距、小孔大小和數量等）也會影響蒸汽和混合油的接觸效果。
? 此外，操作過程中的參數控制，如溫度、壓力、蒸汽流量和混合油流量等，也需要根據實際情況進行優化調整。通過對這些參數的精細控制，可以實現蒸汽和混合油之間高效、穩定的逆流接觸，從而提高汽提塔的分離效率，保證產品質量和生產安全。
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