化工原理下3-1蒸馏与吸收塔设备.ppt

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1、1第3章蒸馏和吸收塔设备通过本章学习，应掌握板式塔的结构、塔板的类型、板式塔的流体力学性能与操作特性；掌握填料塔的结构、填料的类型、填料塔的流体力学性能；了解填料塔的设计原则。学习目的与要求2塔设备的性能评价指标通量单位塔截面的生产能力分离效率对板式塔以板效率表示，对填料塔以等板高度表示。适应能力操作弹性，表现为对物料的适应性及对负荷波动的适应性。其他：流动阻力小，结构简单、易于操作控制、造价低。3板式塔为逐级接触式的气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰以及降液管和受液盘等部件构成。板式塔的结构1-壳体2-塔板3-溢流堰4-受液盘5

2、-降液管3.1板式塔3.1.1板式塔的结构与塔板类型455板式塔的设计意图总体上使两相呈逆流流动每一块塔板上呈均匀的错流(或逆流）接触气液两相能充分接触接触后气液两相能及时分离6塔板有降液管式塔板无降液管式塔板√塔板的分类(a)有降液管式塔板(b)无降液管式塔板错流式逆流式1.塔板分类7板式塔的塔板基本结构液体流动方向1234561、降液管的受液区2、进口安定区3、鼓泡区4、出口安定区（破沫区）5、降液管的溢流区6、无效区①气体通道形式很多，如筛板、浮阀、泡罩等，对塔板性能影响很大。②降液管（液体通道）液体流通通道，多为弓形③受液盘塔板上接受

3、液体的部分④溢流堰使塔板上维持一定高度的液层，保证两相充分接触。10(1)泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有80mm、100mm和150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。2.塔板的结构形式11①操作弹性适中；②塔板不易堵塞。①生产能力及板效率较低；②结构复杂、造价高。优点：缺点：泡罩塔板的优缺点12(2)筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小

4、孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。13③板上液面落差小，气体压降低；②生产能力大；①操作弹性小；①结构简单、造价低；④塔板效率较高。优点：缺点：②筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。筛孔塔板的优缺点14(3)浮阀塔板F-1型V-4型浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定距片的作用

5、，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，可防止阀片与板面的黏结。15(3)浮阀塔板16②操作弹性大；③生产能力大；①处理易结焦、高黏度物料阀片易与塔板黏结；②操作时阀片易脱落或卡死。①结构简单、造价低；④塔板效率较高。优点：缺点：浮阀塔板的优缺点17(4)喷射型塔板1）舌形塔板舌形塔板的结构特点是，在塔板上冲出许多舌孔，方向朝塔板液体流出口一侧张开。舌片与板面成一定的角度，有18°、20°、25°三种（一般为20°），舌片尺寸有50mm×50mm和25mm×25mm两种。舌孔按正三角形排列，塔板的液体流出口一侧不设溢流堰，只保留降液管。18舌形塔

6、板示意图192）浮舌塔板浮舌塔板的结构特点是，其舌片可上下浮动。因此，浮舌塔板兼有浮阀板和固定舌形板的特点，处理能力大、压降低、操作弹性大。浮舌塔板示意图20塔板的性能评价指标：①生产能力大；②塔板效率高；③塔板压降低；④操作弹性大；⑤结构简单，制造维修方便，造价低。3.塔板的性能评价21常见塔板的性能比较——————————————————————————塔板类型相对生相对塔操作压力降结构成本产能力板效率弹性——————————————————————————泡罩塔板1.01.0中高复杂1.0筛孔塔板1.2～1.41.1低低简单0.4～0.

7、5浮阀塔板1.2～1.31.1～1.2大中一般0.4～0.5舌形塔板1.3～1.51.1小低简单0.4～0.5斜孔塔板1.5～1.81.1中低简单0.4～0.5——————————————————————————22一、塔板上气液两相的接触状态塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流体力学及传质和传热规律的重要因素。当液体流量一定时，随着气速的增加，可以出现四种不同的接触状态：①鼓泡接触状态；②蜂窝接触状态；③泡沫接触状态；④喷射接触状态。3.1.2板式塔的流体力学性能231.鼓泡接触状态气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。由于气泡的数量不多

8、，形成的气液混合物基本上以液体为主，气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。242.蜂窝状接触状态随着气速增加，气泡数量不断增加。当气泡形成速度大于气泡浮升速度时，