深低温精馏塔（卷名：机械工程）

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深低温设备中利用液化原料气各组分沸点不同，通过多次部分冷凝和部分蒸发分离气体组分的设备。深低温精馏塔按结构形式有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔和填料塔等型式。
　　
工作原理

把多组分的液体置于一密闭容器中，加热后有一部分蒸发（即部分蒸发）。由于各组分具有不同的沸点，液体中的低沸点组分先蒸发，造成密闭容器中的液相和气相中组成不同。气相中低沸点组分的浓度比液相中低沸点组分的浓度大；液相中高沸点组分的浓度比气相中高沸点组分的浓度大。同理，蒸气冷却后有一部分冷凝（即部分冷凝）。冷凝液中高沸点组分的浓度比气相中高沸点组分的浓度大。精馏过程就是多次的部分冷凝和部分蒸发。这一过程是在精馏塔中进行的。进行精馏操作时，塔顶必须具有下流液体，底部塔釜必须有连续上升的蒸气，并使各层塔板气液接触，进行质量和热量交换，不断地进行部分蒸发和部分冷凝，从而使上升蒸气中低沸点组分越来越浓，从而得到所需要的纯气体;同时下流液体中高沸点组分越来越浓，从而得到所需要的纯液体。液态空气精馏塔中设置有多层塔板（如筛板塔）。塔板上气液接触时，上升蒸气从上一块塔板下流的温度较低的液体中获得冷量，蒸气中高沸点组分（氧）就部分冷凝而进入液体中，液体中的氧组分就增多，而液体则从蒸气中得到热量，其中低沸点组分（氮）就被部分蒸发，而使气体中氮组分增多。精馏塔的每层塔板是气、液两相进行质量和热量交换的场所。精馏过程就是通过精馏塔内多块塔板的热量和质量交换作用而实现的。终在塔的底部获得液氧，在塔的顶部得到高纯度气氮。

筛板塔

筛板塔内装有若干层塔板，塔板上有许多小孔，形状如同筛子，并装有溢流管。蒸气从下部上升，穿过各层筛板的小孔，并从筛板上液层中鼓泡通过。液体则从溢流管逐层往下流动。筛孔直径一般为0.9～1.1毫米，间距为2.1～3.25毫米，筛孔在塔板上呈正三角形排列。筛板塔在操作范围内有高效率、结构简单和制造费用低等优点，但塔的操作范围较窄，塔板安装水平度要求高。

泡罩塔

在塔板上设置许多泡罩，每个泡罩由带齿缝的泡罩和升气管组成，它浸没在液体中。上升蒸气通过升气管，从泡罩上的齿缝鼓泡通过液层，而液体通过溢流管流入下一块塔板。它能在很广的操作范围内稳定工作，保持一定效率，但塔板结构复杂，制造费用高，阻力大。

浮阀塔

浮阀塔由泡罩塔发展而来，结构与泡罩塔相似，但每个孔装有能上下活动的浮阀（见图），覆盖阀孔，代替固定的泡罩。浮阀可在一定的高度内自由升降，调节通流面积，以适应不同的气体通过量，并能在很广的操作范围内保持高效率，且塔板结构简单，安装容易，制造费用低。

填料塔

塔内堆置填料，以增加气液两相间的接触面积。常用的填料有环形、鞍形和波形等实体填料和丝网填料。液体从塔顶沿填料表面呈膜状向下流动，蒸气则连续由下而上同液膜密切接触。蒸气和液体的浓度沿塔高连续变化。填料塔结构简单，阻力小，但要求液体在塔截面内分配均匀，才能达到高效率。