单选题
1297、下列叙述错误的是( )。
A
板式塔内以塔板作为气、液两相接触传质的基本构件
B
安装出口堰是为了保证气、液两相在塔板上有充分的接触时间
C
降液管是塔板间液流通道,也是溢流液中所夹带气体的分离场所
D
降液管与下层塔板的间距应大于出口堰的高度
答案解析
正确答案:D
解析:
本题考查板式塔的结构及工作原理。我们需要逐一分析各个选项,找出叙述错误的一项。
**1. 分析选项 A:**
* **内容**:板式塔内以塔板作为气、液两相接触传质的基本构件。
* **解析**:这是板式塔的基本定义。在板式塔中,气体自下而上通过塔板上的开孔(如筛孔、浮阀等),液体自上而下流过塔板,两者在塔板上进行逆流或错流接触,从而实现传质。因此,塔板确实是气液接触传质的基本构件。
* **结论**:叙述正确。
**2. 分析选项 B:**
* **内容**:安装出口堰是为了保证气、液两相在塔板上有充分的接触时间。
* **解析**:出口堰(也称溢流堰)的主要作用是维持塔板上有一定的液层高度。只有当塔板上保持足够的液层厚度时气体穿过液层时才能形成良好的泡沫层或喷射状态,从而保证气液两相有足够的接触面积和接触时间,提高传质效率如果沒有出口堰,液体可能会迅速流走,导致液层过薄甚至干板,严重影响传质效果。
* **结论**:叙述正确。
**3. 分析选项 C:**
* **内容**:降液管是塔板间液流通道,也是溢流液中所夹带气体的分离场所。
* **解析**:降液管(Downcomer)连接上下两层塔板,主要功能是将上层塔板的液体引导至下层塔板。同时,由于液体从上层塔板流入降液管时往往夹带有气泡,降液管提供了足够的空间和停留时间,使这些气泡得以逸出(即气液分离),防止气体被带入下层塔板造成“气相短路”或影响下层塔板的正常操作。
* **结论**:叙述正确。
**4. 分析选项 D:**
* **内容**:降液管与下层塔板的间距应大于出口堰的高度。
* **解析**:这是一个关于板式塔结构设计的关键参数。降液管底部与下层塔板之间必须留有一定的间隙,称为**底隙**($h_0$)。
* 这个底隙的作用是允许液体顺利流向下层塔板,同时防止固体颗粒堵塞。
* 然而,底隙的高度通常**小于**出口堰的高度($h_w$)。
* **原因**:如果底隙高度大于出口堰高度,那么塔板上的液层深度将主要由底隙控制,而不是由出口堰控制。出口堰的作用就是建立并维持塔板上的清液层高度。为了保证出口堰能正常发挥调节液层高度的作用,底隙必须足够小,使得液体流出时的阻力主要取决于堰高,从而确保塔板上能建立起预期的液层。一般工程设计中,底隙高度 $h_0$ 通常取 25~40mm,且要求 $h_0 < h_w$(或者至少不能显著大于 $h_w$,否则堰的作用失效)。更准确的说法是,为了防止气体从降液管底部倒灌进入降液管(即防止“气封”失效),降液管底部必须浸没在下层塔板的液层之下,这意味着底隙上方的液柱压力要能封住气体。如果间距(底隙)过大,不利于形成有效的液封,且不符合常规设计逻辑(通常底隙远小于堰高加上液层高度)。
* 实际上,该选项错误的核心在于:降液管下端与下层塔板的距离(底隙)通常设计得**较小**,以确保液体均匀分布并防止气体窜入降液管。如果该间距大于出口堰高度,往往会导致塔板上无法维持正常的液位,或者导致严重的漏液和气相短路问题。在标准设计规范中,并没有“应大于出口堰高度”这一要求,反而是要求底隙流速适宜,且通常底隙高度数值上小于堰高或与堰高相当但需满足水力学计算要求,绝非简单的“应大于”。更常见的错误点考察是:降液管底部必须低于下层塔板的溢流堰顶,以便形成液封,但这并不意味着物理间距(底隙)要大于堰高。相反,若底隙过大,液体下落速度过快,易卷入气体,且难以控制塔板持液量。
* **更正**:通常要求降液管底隙高度 $h_0$ 小于出口堰高 $h_w$ 或者根据流体力学计算确定,但绝不是“应大于”。如果底隙大于堰高,塔板上的液体将无法积聚到堰高,直接就从底隙流走了,出口堰就失去了维持液层的作用。
* **结论**:叙述错误。
综上所述,选项 A、B、C 均为板式塔的正确描述,选项 D 的描述不符合板式塔的设计原理。
**正确答案:D**
相关知识点:
精馏操作线直,因恒摩尔流假
题目纠错
化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
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