筛板塔化工设计计算一.ppt

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1、《化工原理》电子教案——板式塔及其设计计算新乡学院化工原理教研室研制8、板式塔8.1板式塔结构及性能（1）板式塔结构功能：为混合物的气、液两相提供多级的充分、有效的接触与及时、完全分离的条件。进料回流液塔顶气相塔底液相汽、液两相接触方式两相流动的推动力全塔：逆流接触塔板上：错流接触液体：重力气体：压力差塔板结构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。浮阀塔内

2、部结构塔板上理想流动情况：液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。传质的非理想流动情况：①反向流动液沫夹带、气泡夹带，即：返混现象后果：使已分离的两相又混合，板效率降低，能耗增加。气量↑→夹带量↑板间距HT↓→夹带量↑要求液沫夹带量eG≯0.1kg液沫/kg干气液沫夹带影响因素气泡夹带原因：液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及解脱，而被液体卷入下层塔板。②气体和液体的不均匀流动液面落差（水力坡度）：引起塔板上气速不均；塔壁作用（阻力）：引起塔

3、板上液速不均，中间>近壁；后果：使塔板上气液接触不充分，板效率降低。③漏液液泛现象：6.10.2塔内气、液两相异常流动（1）液泛如果由于某种原因，使得气、液两相流动不畅，使板上液层迅速积累，以致充满整个空间，破坏塔的正常操作，称此现象为液泛。①降液管液泛当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻力增大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难以维持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到上一层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液管液泛。②过量雾沫夹带液泛原因：①气相在液层

4、中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板；②气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速。说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。（2）严重漏液漏液量增大，导致塔板上难以维持正常操作所需的液面，无法操作。此漏液为严重漏液，称相应的孔流气速为漏液点气速。气量过小；塔板开孔率大。产生原因6.10.3常用塔板的类型（1）泡罩塔优点：塔板操作弹性大，塔效率也比较高，不易堵。缺点：结构复杂，制造成本高，塔板阻力大但生产能力不大。塔板是气液两相接触传质的场所，为提

5、高塔板性能，采用各种形式塔板。组成：升气管和泡罩圆形泡罩条形泡罩泡罩塔（2）筛板塔板优点：结构简单、造价低、塔板阻力小。目前，广泛应用的一种塔型。塔板上开圆孔，孔径：3-8mm，大孔径筛板：12-25mm。（3）浮阀塔板圆形浮阀条形浮阀浮阀塔盘方形浮阀优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。缺点：浮阀易脱落或损坏。方形浮阀F1型浮阀筛板塔化工设计计算一、板式塔的工艺计算（1）选定塔顶、塔底产品浓度（有时由设计任务书给出），进

6、行全塔物料衡算，列出物料衡算总表。（2）确定冷凝器、塔顶、塔底的操作压力。（3）确定塔顶、塔底温度。（4）选定进料状态，定出进料温度。（5）在已定的操作压力下，作出x-y相平衡曲线。（6）求出最小回流比。（7）确定适宜的操作回流比。（8）计算所需的理论板数及进料位置。（9）确定全塔效率，算出精馏段、提馏段实际塔板数。（11）计算塔顶冷凝器及塔底再沸器的热负荷，求出塔顶、塔底所需冷却剂量及加热蒸汽用量，列出全塔热量衡算总表。（1）塔的有效高度Z已知：实际塔板数N=NT/η；选取塔板间距HT；选取塔板间距HT

7、：塔板间距和塔径的经验关系塔体高度：有效高+顶部+底部二、筛板塔设备设计计算板式塔的高度为气液接触有效高度与塔顶、塔底空间高度三部分之和。其中有效段高度：Z=（N-NF-NP-1）HT+NFHF+NPHP+HD+HB式中N为实际塔板数，NF—进料板数，HT为板间距，HF—进料板处板间距，NP—人孔数，一般每隔6—8层塔板设一人孔，需经常清洗时每隔3—4块塔板处设一人孔。人孔直径一般为450—500mm。HP—设人孔处的板间距，一般取等于或大于600mm。HD—塔顶空间（不包括头盖部分），通常取1.2～1.

8、5mHB—塔底空间。指最后一块塔板到塔底部的距离。液体自离开最后一块塔板至流出塔外，需要有10-15min停留时间，据此再由釜液流量和塔径即可求出此此段高度。C：气体负荷因子，与HT、液体表面张力和两相接触状况有关。①液泛气速（2）塔径确定原则：防止过量液沫夹带液泛步骤：先确定液泛气速umax(m/s)；然后选设计气速u；最后计算塔径D。8-7取板上清液层高度hl=50-100mm之间对于筛板塔(浮阀、泡罩塔)，可查图，C20