答:塔板数是根据要求的氧、氮产品的数量和纯度,设定的液空、液氮的纯度,以及上、下塔的工作压力确定的。通过精馏过程计算得出的是理论塔板数。如果膨胀空气送入上塔,上塔塔板数还与膨胀空气的数量和状态有关。由于实际精馏工况达不到理想情况,实际所需的塔板数要比理论计算的要多。通常是考虑一个塔板效率,在求出理论塔板数后,除以塔板效率就得出实际塔板数。在实际设计中,还需参考同类型设备的塔板数来确定实际塔板数。
为什么理论计算与实际有出入呢?这是因为在进行精馏计算时,是假设在塔板上进行的热质交换是充分的,即离开塔板的气液达到了平衡。实际上由于气液均有一定的流速,热质交换不可能完善。另外热质交换的完善程度还与塔板的结构有关。因此,离开塔板的气液均达不到平衡状态,即气液浓度均低于理论值。若欲达到规定的浓度,就需要更多的塔板。考虑到制造、安装的误差,如塔板拼接不良造成的液漏及塔板不平等引起的精馏效率降低,都要求比理论塔板更多的塔板才能达到所需的气液浓度。另外,在进行精馏计算时,若把空气只看成是氧、氮混合物,则与实际的误差就更大了。塔板效率实际上考虑了上述诸因素影响,因此实际塔板数要比理论塔板数要多。
然而,塔板数是否越多越好呢?实际并非如此。从精馏角度讲,在进料条件和回流比一定的情况下,产品纯度越高,需要的塔板数也越多。但塔板数越多,塔板阻力就越大,塔的操作压力相应也要提高,这将使分离效果反而降低。而且,空压机的排气压力也得提高,电耗就要增加。此外,塔板数多,塔的成本也提高。因此,塔板数应该适当,不能说越多越好。