液泛速度不同部件的液泛

1.混合澄清槽的液泛现象。

一种情况是由于两相流量改变时，搅拌输送能力不够，或因各相口截面较小而影响两相通畅的流动，致使水相在槽子接近水相进口的几级积累，有机相在接近有机相进口的几级积累，并进而使水相从槽子的有机相出口流出，有机相从槽子的水相出口流出。或者是造成槽内液位上升而产生“冒槽”现象。另一种情况是当两相流量加大时，澄清槽内的分散带厚度△日将不断增大，当其加大到水相从有机相口被有机相大量夹带流出，有机相从水相口被水相大量夹带流出时，即是发生了液泛。

通常把产生液泛时的流量称为液泛流量。显然液泛流量是与萃取体系、萃取操作条件及槽子结构直接相关的。液泛流量可以根据给定萃取体系及操作条件在设备中由实验确定。在实际操作中，必须控制流量低于液泛流量。

2.液一液萃取柱的液泛现象。

例如脉冲筛板柱在一定的脉冲条件下，增大分散相(假设为轻相)的流量，分散相在柱内的存留分数也将增大。因此连续相的实际流速及两相的相对流速也随之增加，两相逆流流动的阻力也随之迅速增加。当流动阻力增加到一定程度时，两相正常的逆流流动遭到破坏。但是两相料液仍不断加入，上澄清段的相界面逐渐上移并最终消失，重相从轻相出口管溢出。与此同时，分散相在柱内逐渐积累，在柱子的某一区段内可能迅速聚结成大的液团，并充满整个柱截面。在柱的下澄清段可以出现一个新的两相界面，在将柱底所有的重相排出之后，轻相将从重相出口管流出。这样就发生了液泛。

在一定的脉冲强度下，增大连续相流量，会增加对分散相液滴的摩擦阻力，减少其流动速度。当连续相流速超过某一临界值后，连续相流体对分散相液滴的摩擦阻力超过了重力的作用，结果使液滴随连续相流动，最后从重相出管排出。这样也破坏了两相的逆流流动，导致了液泛的发生。当两相流量一定，而增加脉冲强度时，由于单位体积输入能量增加，搅拌加剧，分散相液滴平均直径减小。液滴群在柱内的停留时间增加，分散相的存留分数也增加。当脉冲强度超过某一临界值时，也会破坏两相正常的逆流流动，造成液泛。

3．离心萃取器的液泛现象。

在离心萃取器内可能产生3种型式的液泛现象，即轻相液泛(重相夹带轻相)、重相液泛(轻相夹带重相)和容量液泛(由于两相流量过大，乳化层充满轻相堰和重相挡板之间的整个澄清区，而使出口两相同时产生相夹带)，在转简式离心萃取器的情况下，轻相液泛和重相液泛也可分别称之为周边液泛和轴液泛。

在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作情况下，气相是连续相，液相是分散相，并分散在填料表面上，气体在填料表面的液层上通过，与液相发生传质过程。由此要求填料有较大的比表面积，并能充分发挥填料的作用，增大气液两相间的接触面。在气液两相速度均较低的填料塔内，气液两相的接触面总是小于填料的几何表面积。当两相速度增加后，大部分填料的表面变为两相接触面。随着塔负荷的增加，气液两相的接触发展到填料的空隙阆。在空隙处，气体分散在液体中，并以细小的旋涡与液体形成泡沫，这种状态称为乳化状态。

此时液体由原来的分散相变为连续相，而气体则由原来的连续相变为分散相。当沿填料层的全部高度都达到乳化状态后，再增加塔的负荷，填料层的上方就会出现液体的积累，液层很快增高，充满填料层后，被气体带出塔外，这种现象称为液泛现象。开始出现液泛现象的点称为泛点。这点的气体速度称为液泛速度。填料塔出现液泛现象就失去了正常操作。因此，泛点是填料塔操作的最大极限。

填料塔内的气体速度越高，则塔内压力降也越大。这是由于气体通过千填料层时，与填料表面摩擦造成的。当有液体喷淋时，除气体与填料表面摩擦力外，还有气体与液体间的摩擦力，随着气体通道的减小，压降随之上升。气速增加到一定程度，出现持液现象，此点可称为载点。到达载点后，压降明显增加。当气速再增加时，压降增加更明显，出现了泛点。此时液体充满填料空间，气体则鼓泡穿过，并夹杂大量液体出塔。一般乳化状态时传质速率最高，有人称此时气速为转化点速度，但操作稳定性最差。所以一般填料塔的设计是以液泛速度为依据的，通常是先计算出泛点速度W_f，然后乘以0.6～0.8的系耕作为窑际操作气速。

液泛又称淹塔，是带溢流塔板操作中的一种不正常现象，会严重降低塔板效率，使塔压波动，产品分割不好。表现为降液管内的液位上升和板上泡沫层提升至使塔板间液流相连。造成液泛的原因是液相负荷过大，气相负荷过小或降液管面积过小。为防止液泛现象发生，在设计和生产中必须进行一层塔板所需液层高度以及板上泡沫高度的计算来校核所选的板间距，并对液体在降液管内的停留时间及降液管容量进行核算。

液泛产生的主要原因：塔内蒸气速度超过了液泛速度所造成的，还有塔板降液管堵塞，使塔内液体不能回流到下层塔板造成淹塔。

液泛控制机理有关的增加能力的方法：

1.喷射液泛，能力可能由下列方法增加：增加塔径，达到目标可能采取的主要方法；增加塔板间距，也是主要的方法，但有时可能会减少塔盘数，或增加塔高。达到目标会增加现有塔的费用；改成填料塔，也是主要的方法，但是比增加塔板间距要容易。选择合适的填料会满足工艺的要求；通过减少降液管面积或将直降液管改成斜降液管或截断式降液管来增加鼓泡面积；增加孔面积和(或)降低孔径。但是，这会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间距；降低塔板压力降，如增加孔面积和(或)降低孔径，和(或)降低出口堰高度；增加降液管出口间隙，或改变降液管出口形状。但是，如果降液管底隙超过出口堰高度，可能在开工时，降液管难以自封。采用降液槽可以允许使用低出口堰来保证降液管自封。

3.降液管速度液泛，能力可能由下列方法增加：寻找最优的降液管面积。采用斜降液管或截断式降液管可以降低鼓泡面积的损失。考虑到在高压装置中存在非常小的起泡，要注意选择斜率值以便将临界区降低到降液管进口下方。对高压体系，鼓泡面积气速对降液管速度液泛的影响很大。对多数这种塔，需要选择较低的喷射液泛值以防止发生降液管液泛。

4.体系极限液泛。原则上，设计点不能超过体系极限能力。体系极限能力是以塔截面积为基准，它不是设备参数的函数，如降液管面积与鼓泡面积之比或塔板间距。因此，如果设计接近体系极限，不要期望通过改变塔盘布置，或改变塔板间距，或改成大尺寸的填料的方法来增加能力。有些专利塔盘通过利用压力降能量来强化汽液分离，可以允许超过体系极限。

《《化工名词》（一）（石油炼制·煤制油及天然气·生物质制油）》第一版。

设计分馏塔时所规定空塔气体线速的极限值。