约束条件
为保证正常操作,需规定某些参数的极限值,并作为约束条件。所谓灵敏板,是指当塔的操作受到扰动或控制作用时,各板上的物料组分和温度变化1大的那块塔板。塔内气体的流速过低时,对于某些筛板精馏塔会产生漏液现象,从而影响操作降低塔板效率;而流速过高易产生液泛,将完全破坏塔的操作。由于塔板上液层,气相通过液层的阻力增大,因而可用测量差压的方法检测塔的液泛现象。当压差过高时,则通过差压控制系统减小气体流速。每个精馏塔都存在着一个1大操作压力限制,超过这个压力,塔的安全就没有保障。为精馏过程提供能量的再沸器和冷凝器,也都存在一定限制。再沸器的加热,受塔压和再沸器中液相介质1大汽化率的影响;同时再沸器两侧间的温差不能超过其临界温差,否则会导致给热系数下降,传热量降低。对冷凝器冷却能力影响1大的是冷却介质的温度。而在介质条件不变时,又与塔的操作压力有关;同时馏出产品组份的变化也将影响到冷凝器的冷却能力限制。在确定精馏塔的控制方案时,必须考虑到上述的约束条件,以使精馏塔工作于正常操作区内。
精馏塔的干扰因素
和其他化工过程一样,精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。当冷凝器冷却量Q增加时,必然会使更多的气相变为液相,从而降低了塔压。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的正常操作。影响物料平衡的因素包括进料量和进料成分的变化,顶部馏出物及底部出料的变化。影响能量平衡的因素主要是进料温度或热焓的变化,再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化,此外还有塔的环境温度等变化。同时,物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的,首先必须分析它的静态规律,即研究其静态特性。从而分析上述因素对精馏塔的动态影响。
1.精馏塔中静态关系的分析
图15为精馏塔的物料流程图,可简单地视其于为二元精馏。则从物料平衡和能量关系出发,可得出它的总的物料平衡关系为
F=D+B (9)
轻组分的物料平衡关系为
Fz=Dy+Bx (10)
式中,F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品;z、y和x分别为进料、顶部馏出物和底部产品中轻组分的含量。由以上两式,可明显看出进料量F在产品中的分配量(即D/F)是决定顶部和底部产品中轻组分含量y和x的关键因素。
静态下精馏塔的能量关系为
QH+FHF=QC+DHD+BHB (11)
式中,QH为再沸器加热量,QC为冷凝器冷却量,HP、HD和HB分别为进料顶部、底部产品的比热熔。在式中,每一项都影响着塔内上升蒸汽的流量V。对于一个既定的塔来讲,V与F之比与塔的分离度S有关。即V/F一定时意味着塔分离度也一定。
在多晶硅生产中,常用的是不锈钢或聚四氟塑料制成的填料。一般附着在成熟醪预热器、塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件上,常常造成进料温度降低,塔底各板间温差加大,塔顶真空度升高,严重时会造成塔底跑酒,终导致生产不能正常进行。其实,的填料应该是用细薄壁石英玻璃管制成的填料。石英玻璃不仅可以制成比表面积大、阻力小的填料,而且制成填料有足够的强度和足够的化学稳定性,因为石英玻璃本身就是硅制品,所以它不会对四或有任何的沾污。 多晶硅生产对环境及设备的清洁要求十分严格,尤其是对精馏塔、还原炉等设备的要求就更加严格。以上信息由专业从事精馏塔厂家的无锡宝德金装备于2024/6/27 7:47:12发布
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