液泛

液泛又稱淹塔，是帶溢流塔板操作中的一種不正?，F(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重降低塔板效率，使塔壓波動(dòng)，產(chǎn)品分割不好。表現(xiàn)為降液管內(nèi)的液位上升和板上泡沫層提升至使塔板間液流相連。造成液泛的原因是液相負(fù)荷過大，氣相負(fù)荷過小或降液管面積過小。為防止液泛現(xiàn)象發(fā)生，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中必須進(jìn)行一層塔板所需液層高度以及板上泡沫高度的計(jì)算來校核所選的板間距，并對液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間及降液管容量進(jìn)行核算。

液泛產(chǎn)生的主要原因：塔內(nèi)蒸氣速度超過了液泛速度所造成的，還有塔板降液管堵塞，使塔內(nèi)液體不能回流到下層塔板造成淹塔。

液泛控制機(jī)理有關(guān)的增加能力的方法：

1.噴射液泛，能力可能由下列方法增加：增加塔徑，達(dá)到目標(biāo)可能采取的主要方法；增加塔板間距，也是主要的方法，但有時(shí)可能會(huì)減少塔盤數(shù)，或增加塔高。達(dá)到目標(biāo)會(huì)增加現(xiàn)有塔的費(fèi)用；改成填料塔，也是主要的方法，但是比增加塔板間距要容易。選擇合適的填料會(huì)滿足工藝的要求；通過減少降液管面積或?qū)⒅苯狄汗芨某尚苯狄汗芑蚪財(cái)嗍浇狄汗軄碓黾庸呐菝娣e；增加孔面積和(或)降低孔徑。但是，這會(huì)降低效率或降低漏液安全因子。

2.降液管持液量液泛，能力可能由下列方法增加：增加降液管高度和塔板間距；降低塔板壓力降，如增加孔面積和(或)降低孔徑，和(或)降低出口堰高度；增加降液管出口間隙，或改變降液管出口形狀。但是，如果降液管底隙超過出口堰高度，可能在開工時(shí)，降液管難以自封。采用降液槽可以允許使用低出口堰來保證降液管自封。

3.降液管速度液泛，能力可能由下列方法增加：尋找最優(yōu)的降液管面積。采用斜降液管或截?cái)嗍浇狄汗芸梢越档凸呐菝娣e的損失?？紤]到在高壓裝置中存在非常小的起泡，要注意選擇斜率值以便將臨界區(qū)降低到降液管進(jìn)口下方。對高壓體系，鼓泡面積氣速對降液管速度液泛的影響很大。對多數(shù)這種塔，需要選擇較低的噴射液泛值以防止發(fā)生降液管液泛。

4.體系極限液泛。原則上，設(shè)計(jì)點(diǎn)不能超過體系極限能力。體系極限能力是以塔截面積為基準(zhǔn)，它不是設(shè)備參數(shù)的函數(shù)，如降液管面積與鼓泡面積之比或塔板間距。因此，如果設(shè)計(jì)接近體系極限，不要期望通過改變塔盤布置，或改變塔板間距，或改成大尺寸的填料的方法來增加能力。有些專利塔盤通過利用壓力降能量來強(qiáng)化汽液分離，可以允許超過體系極限。

1.混合澄清槽的液泛現(xiàn)象。

一種情況是由于兩相流量改變時(shí)，攪拌輸送能力不夠，或因各相口截面較小而影響兩相通暢的流動(dòng)，致使水相在槽子接近水相進(jìn)口的幾級積累，有機(jī)相在接近有機(jī)相進(jìn)口的幾級積累，并進(jìn)而使水相從槽子的有機(jī)相出口流出，有機(jī)相從槽子的水相出口流出?；蛘呤窃斐刹蹆?nèi)液位上升而產(chǎn)生“冒槽”現(xiàn)象。另一種情況是當(dāng)兩相流量加大時(shí)，澄清槽內(nèi)的分散帶厚度△日將不斷增大，當(dāng)其加大到水相從有機(jī)相口被有機(jī)相大量夾帶流出，有機(jī)相從水相口被水相大量夾帶流出時(shí)，即是發(fā)生了液泛。

通常把產(chǎn)生液泛時(shí)的流量稱為液泛流量。顯然液泛流量是與萃取體系、萃取操作條件及槽子結(jié)構(gòu)直接相關(guān)的。液泛流量可以根據(jù)給定萃取體系及操作條件在設(shè)備中由實(shí)驗(yàn)確定。在實(shí)際操作中，必須控制流量低于液泛流量。

2.液一液萃取柱的液泛現(xiàn)象。

例如脈沖篩板柱在一定的脈沖條件下，增大分散相(假設(shè)為輕相)的流量，分散相在柱內(nèi)的存留分?jǐn)?shù)也將增大。因此連續(xù)相的實(shí)際流速及兩相的相對流速也隨之增加，兩相逆流流動(dòng)的阻力也隨之迅速增加。當(dāng)流動(dòng)阻力增加到一定程度時(shí)，兩相正常的逆流流動(dòng)遭到破壞。但是兩相料液仍不斷加入，上澄清段的相界面逐漸上移并最終消失，重相從輕相出口管溢出。與此同時(shí)，分散相在柱內(nèi)逐漸積累，在柱子的某一區(qū)段內(nèi)可能迅速聚結(jié)成大的液團(tuán)，并充滿整個(gè)柱截面。在柱的下澄清段可以出現(xiàn)一個(gè)新的兩相界面，在將柱底所有的重相排出之后，輕相將從重相出口管流出。這樣就發(fā)生了液泛。

在一定的脈沖強(qiáng)度下，增大連續(xù)相流量，會(huì)增加對分散相液滴的摩擦阻力，減少其流動(dòng)速度。當(dāng)連續(xù)相流速超過某一臨界值后，連續(xù)相流體對分散相液滴的摩擦阻力超過了重力的作用，結(jié)果使液滴隨連續(xù)相流動(dòng)，最后從重相出管排出。這樣也破壞了兩相的逆流流動(dòng)，導(dǎo)致了液泛的發(fā)生。當(dāng)兩相流量一定，而增加脈沖強(qiáng)度時(shí)，由于單位體積輸入能量增加，攪拌加劇，分散相液滴平均直徑減小。液滴群在柱內(nèi)的停留時(shí)間增加，分散相的存留分?jǐn)?shù)也增加。當(dāng)脈沖強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，也會(huì)破壞兩相正常的逆流流動(dòng)，造成液泛。

3．離心萃取器的液泛現(xiàn)象。

在離心萃取器內(nèi)可能產(chǎn)生3種型式的液泛現(xiàn)象，即輕相液泛(重相夾帶輕相)、重相液泛(輕相夾帶重相)和容量液泛(由于兩相流量過大，乳化層充滿輕相堰和重相擋板之間的整個(gè)澄清區(qū)，而使出口兩相同時(shí)產(chǎn)生相夾帶)，在轉(zhuǎn)簡式離心萃取器的情況下，輕相液泛和重相液泛也可分別稱之為周邊液泛和軸液泛。