蒸馏和吸收塔设备课件

二 填料类型 散装填料和规整填料
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§7-2 填料塔
1 散装填料 ➢ 拉西环填料
优点：易于制造，价格低廉，研究较为充分。 缺点：高径比大，易形成线接触，存在严重的沟流和壁流
现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低， 改进：衍生的θ环、十字环及螺旋环等。
第七章 蒸馏和吸收塔设备 教学要求 §7-0 概述 §7-1 板式塔 §7-2 填料塔 复习
主 讲：杨 虎
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教学要求
重 点：板式塔与填料塔的特点，塔设备的选用与设 计原则。 覆盖内容：塔设备的性能参数；典型塔板的结构特点 及分类，塔板上的流体力学特性，正常与非正常操作 情况及调节；板式塔的设计原则及步骤；填料及填料 塔的结构特点，填料塔的流体力学特性，填料塔的设 计原则及步骤；板式塔与填料塔的比较，塔的选用原 则。
按塔内气、液流动的方式分类 错流塔板、 逆流塔板 二 性能评价 处理能力 板效率 塔板压降 三 按塔板类型分类 泡罩塔 筛板塔 浮阀塔 喷射塔
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§7-1 板式塔
➢错流式塔板 (溢流塔板 )
液体流动 板间 板上
气体流动
溢流堰 进口堰 特点：获得较高的板效率，但降液管
液相
降液管
液
相
将占去塔板的传质有效面积，影响塔
堰
的生产能力。
➢逆流塔板
气气相相
优点：结构简单，无液面差，充分利用板面，生产能力较大；
缺点：板效率及操作弹性不及溢流塔板。应用范围小，常见的
板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
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§7-1 板式塔
泡罩塔 ➢ 泡罩塔的结构
主要元件：升气管、泡罩，泡罩安装在升气管顶部，泡罩 底缘开有若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶部应高于泡 罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。
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§7-1 板式塔
§7-1-2 板式塔的流体力学性能 一 塔板上气液两相的接触状态
气液两相的接触状态是决定板上两相流流体力学及传质 和传热规律的重要因素。
气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。
鼓泡状态 蜂窝状态
气泡的形成速度大于气泡的浮升速度，气泡 在液层中累积。气泡之间相互碰撞，形成各种 多面体的大气泡，板上是以气体为主的气液混 合物。气泡不易破裂，表面得不到更新，此种 状态不利于传热和传质。
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§7-1 板式塔
➢几种新型浮阀塔板
导向浮阀塔盘
双流喷射浮阀塔板
➢ 优点：结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板 效率较高。 ➢ 缺点：处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结； 在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率 和操作弹性下降 。
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➢特点： 优点：操作稳定，不会产生严 重的漏液现象，故弹性大。 缺点：结构复杂，造价高，塔 板压降大，生产强度低 。
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§7-1 板式塔
浮阀塔
➢ 浮阀的结构形式：圆形、方形、条形及伞形
F-1型
方形浮阀
A型
V-4型
➢安装特点：阀孔 浮阀 最小开度 最大开度
➢阀片开启高度与操作气速的关系
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§7-1 板式塔
泡沫接触状态的表面积大，不断更新， 为两相传热与传质提供了良好的条件，是 一种较好的接触状态。
气体为连续相，液体为分散相，两相传质的面 积是液滴的外表面。液滴的反复形成和聚集， 使传质面积增加，表面不断更新，有利于传质 与传热进行，是一种较好的接触状态。
泡沫状态
塔板的结构设计：溢流装置、塔板布置、升气道设计及排列
流体力学验算
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负荷性能图
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设计分析
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§7-2 填料塔
§7-2-1 填料塔的结构与特点 填料塔
塔体 填料 塔内件——填料支承与压紧装置、液体与气体 分布器、液体再分布器以及气体除沫器
操作原理
§7-2-2 填料 一 填料特性：
比表面积 σ 空隙率 填料因子 (σ /3)——表示填料的流体的流体力学性能。
操作弹性——Vmax/Vmin
O
L
设计时，应使操作点尽可能位于适宜操作区的中央，若操作点紧 靠某一条边界线，则负荷稍有波动，塔的正常操作即被破坏。
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§7-1 板式塔
§7-1-3 板式塔的工艺设计 根据设计任务和工艺要求，确定设计方案 根据设计任务和工艺要求，选择塔板类型
确定塔高和塔径8来自§7-1 板式塔筛板塔 ➢结构 ➢特点：结构简单，造价低廉，塔 板阻力小。
垂直筛板
➢结构 ➢两相流动 特点：提供更大的不断更新的接触表面，强化传质过程；气液 由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速度为零，降低了液沫 夹带量，垂直筛板可获得较高的塔板效率和较大的生产能力。
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§7-1 板式塔
五 塔板的负荷性能图 通常由五条线组成： 漏液线（1） 液沫夹带线（2） 液相负荷下限线（3） 液相负荷上限线（4） 液泛线（5）
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§7-1 板式塔
六．板式塔的操作分析
V
2
五条线所包围的区域称为
Vmax
A 5
塔板的适宜操作区。 操作点——A
3
P1
4
P
操作线——OA
Vmin
1
B
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§7-0 概述
➢气液传质设备的基本功能 提供气液传质场所
有效分离气液两相
➢性能评价指标 通量——生产能力 分离效率
适应能力——操作弹性
➢气液传质设备的分类 连续（微分）接触式（填料塔）、
）
逐级接触式（板式塔
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§7-1 板式塔
§7-1-1 塔板类型 一 板式塔的结构
二 气体通过塔板的压降
喷射状态
总压降包括干板压降、静压强及液体表面张力引起的压降 影响因素 压降与效率
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§7-1 板式塔
三 塔板上的液面落差
流体阻力与液面落差
塔板结构与液面落差
改善措施：单溢→双溢流或阶梯溢流
四 塔板上的异常操作现象
漏液、液泛和液沫夹带等，应尽
量避免异常操作现象的出现。
喷射型塔板——舌形塔板 ➢结构
➢优点：避免返混、液面落差小，塔板压降 较小；气流方向近于水平；液沫夹带量较 小，可达较高的生产能力。 ➢缺点：张角固定，可导致塔板漏液严重； 操作弹性小；板效率较低。
喷射型塔板——浮舌塔板 ➢结构
➢特点：处理能力大、压降低、操作弹性大等优点，特别适 宜于热敏性物系的减压分离过程。