精馏塔是化工生产中实现混合物分离的核心设备,它利用混合液中各组分挥发度(沸点)的差异,通过多次部分汽化和部分冷凝,实现高纯度分离。整个过程基于气液两相在塔内逆流接触,逐级传热传质,最终在塔顶富集轻组分(低沸点物质),在塔底富集重组分(高沸点物质)。
工作原理:多次气液平衡,逐级提纯
精馏的本质是连续进行的多次蒸馏。其核心在于:
混合物从塔中部进入(进料板),塔底由再沸器加热,产生上升蒸汽;
塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后,一部分作为产品采出,另一部分作为回流液返回塔顶;
回流液沿塔板或填料下流,与上升蒸汽逆流接触;
在每一层塔板或填料层上,发生以下过程:
上升蒸汽中沸点较高的组分被冷凝进入液相;
下降液体中沸点较低的组分被汽化进入气相;
经过数十甚至上百层的“部分冷凝 + 部分汽化",轻组分不断向上富集,重组分逐渐向下浓缩,最终实现高效分离。
关键机制:温度沿塔身自下而上递减,形成稳定的温度梯度,驱动组分按挥发度定向迁移。