工程上常將塔內(nèi)操作壓力P(指塔頂壓力)小于300mmHg的精餾稱為真空精餾川。*,真空精餾具有許多優(yōu)點(diǎn),所以廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中。但是,真空操作也存在一些不利因素。石墨填料環(huán)精餾塔在高真空操作時(shí),塔頂、塔底的壓差大,二由塔底上升到塔頂時(shí),體積將急劇膨脹。對(duì)于一般的直圓柱型塔,塔頂處的汽速將遠(yuǎn)比塔底處的大。于是在全塔遠(yuǎn)未達(dá)到*操作條件時(shí),塔頂處已發(fā)生液泛,不僅操作范圍窄,而且傳質(zhì)性能差。從理論上講“門(mén),如果將石墨填料環(huán)塔制成上大下小的倒錐型,則在高真空下操作時(shí),有可能使塔內(nèi)汽速上下均勻。這樣不僅可以擴(kuò)大操作彈性,還可以改善塔的操作性能。因此,對(duì)高真空石墨填料環(huán)精餾塔進(jìn)行改型研究,具有重要的意義。到目前為止,倒錐型真空石墨填料環(huán)精餾塔的研究,還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。本文將對(duì)其傳質(zhì)和流體力學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并推導(dǎo)和驗(yàn)證描述其傳質(zhì)特性的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的建立在石墨填料環(huán)精餾塔中任取一高度為血的微元石墨填料環(huán)層。如圖知,單位時(shí)間內(nèi)A由汽相轉(zhuǎn)入液相的量為:由組分A的物料衡算可倒錐型真空石墨填料環(huán)精餾塔的性能此微元石墨填料環(huán)層內(nèi),因汽液濃度變?cè)诘瑰F型塔中,采用兩種小型散裝石墨填料環(huán)和三種回流比,在5～50mmHg的塔壓范圍內(nèi),就塔壓、空塔汽速、回流比、石墨填料環(huán)類(lèi)型和塔的結(jié)構(gòu)等諸要素對(duì)真空石墨填料環(huán)精餾塔的傳質(zhì)性能和流體力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究,并與文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的直塔和四段塔進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,錐型塔在傳質(zhì)和流體力學(xué)性能兩方面,都較為*。通常將塔的操作壓力小于300minHS的精餾稱為真空精餾。真空精餾在化工、石油、制藥、食品等行業(yè)中有廣泛的用途.它具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)可使大部分物系的相對(duì)揮發(fā)度增大,(2)可用于處理熱敏性物系的分離;(3)可用于分離某些在常壓下出現(xiàn)共沸點(diǎn),而在真空條件下共沸點(diǎn)消失的物系;(4)可利用工業(yè)廢熱或低壓燕汽作為熱源,以節(jié)省能耗。真空精餾也存在一些間題,如石墨填料環(huán)精餾塔在高真空條件下操作時(shí),塔頂壓力與塔底壓力相差很大,汽相由塔底上升到塔頂時(shí),體積急劇膨脹.如果塔徑不變,則塔頂處的汽速將遠(yuǎn)較塔底處的為大.這祥,在全塔尚未達(dá)到*操作條件時(shí),塔頂已發(fā)生液泛囚。因此通常用的直圓柱形真空石墨填料環(huán)精餾塔不僅操作范圍窄,而且傳質(zhì)性能差。從理論上講,如果將石墨填料環(huán)精餾塔制成上大下小的榷形塔或多段塔,則在高真空條件下操作時(shí),有可能使塔內(nèi)上下段汽速一致,傳質(zhì)性能相近,通免在塔頂發(fā)生液泛而在塔底遠(yuǎn)未達(dá)到*的操作條件。從而可以擴(kuò)大塔的操作范圍、改菩塔操作性能。由此可見(jiàn),對(duì)高真空填料精餾塔進(jìn)行改型研究,具有理論憊義和實(shí)用價(jià)值。