板式塔与填料塔选型和设计工艺

安装检修
材质 造价
较易
常用金属材料 大直径时较低
较难
金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
新型填料及规整填料塔竞争力较强。
塔型选择
塔径在0.6~0.7米以上的塔，过去一般优先选用板式塔。
随着低压降高效率轻材质填料的开发，大塔也开始采用各种 新型填料作为传质构件，显示了明显的优越性。
塔型选择主要需考虑以下几个方面的基本性能指标： (1) 生产能力 即为单位时间单位塔截面上的处理量；
浮阀塔板的流体力学性能 浮阀塔板上的气、液流程 浮阀塔板的板面结构： 鼓泡区（有效区、开孔区） 降液管区 受液盘区 液体安定区 边缘区 溢流堰
塔板 塔身 溢流堰板 降液管 安定区 受液盘区 鼓 泡 区
受液盘
降液管区
液体从上一塔板的降液管流入板面上的受液盘区，经进口安 定区进入鼓泡区与浮阀吹出的气体进行质、热交换后，再由 溢流堰溢出进入降液管流入下一塔板。
浮阀塔板（ Valve Tray）
自1950 年代问世后，很快在石油、化工行业得到推广，至今 仍为应用最广的一种塔板。
结构：以泡罩塔板和筛孔塔板为基础基础。有多种浮阀形式， 但基本结构特点相似，即在塔板上按一定的排列开若干孔， 孔的上方安置可以在孔轴线方向上下浮动的阀片。阀片可随 上升气量的变化而自动调节开启度。在低气量时，开度小； 气量大时，阀片自动上升，开度增大。因此，气量变化时， 通过阀片周边流道进入液体层的气速较稳定。同时，气体水 平进入液层也强化了气液接触传质。 优点：结构简单，生产能力和操作弹性大，板效率高。综合 性能较优异。
气体
溶剂
板式塔
DJ 塔盘
新型塔板、填料
填料塔和板式塔的主要对比
填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸馏操作。

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板式塔一、板式塔的概念、用途、示意图板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成.用途：广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔)也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。

操作时（以气液系统为例)，液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。

每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质.板式塔结构示意图如右图：塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以下三个部分组成：1 气体通道为保证气液两相充分接触2 溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面3 降液管使液体有足够的停留时间二、各类型塔板的结构及其特点：按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。

错流塔板为塔内气、液两相成错流流动，即液体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层，错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。

逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。

这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层，操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少。

常见塔板泡罩塔板 Bubble —cap tray泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。

罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。

设计
板式塔的设计主要考虑塔板的开孔率、板间距、液体和气体的流量等因素。根 据工艺要求，确定合适的开孔率和板间距，设计液体和气体的进出口位置。
03
操作性能比较
处理能力的比较
处理能力
填料塔由于其结构特点，通常具有较 大的气液接触面积，因此处理能力较 大。相比之下，板式塔由于其结构限 制，处理能力相对较小。
能效与经济性分析
能效分析
填料塔的能效较高
由于填料塔的传质效率高，气体通过填 料层时阻力小，压降小，因此能效较高 。
VS
板式塔的能效较低
板式塔的传质效率相对较低，气体通过板 式塔时阻力大，压降大，因此能效较低。
经济性分析
填料塔的初期投资成本较低
填料塔的结构简单，设计、制造和维护方便，因此初期投资成本较低。
填料塔与板式塔的区别
• 引言 • 结构与设计 • 操作性能比较 • 能效与经济性分析 • 应用领域与案例 • 结论
01
引言
目的和背景
• 填料塔和板式塔是工业中常用的两种塔设备，用于实现气液传 质、传热等过程。了解两者之间的区别有助于更好地选择合适 的塔设备，提高生产效率和降低能耗。
填料塔与板式塔的定义
绿色环保理念将进一步推动 塔设备的发展。需要关注塔 设备的环保性能，研究开发 低污染、低能耗的塔设备， 以适应可持续发展的要求。
THANKS
感谢观看
板式塔的后期运行成本较高
板式塔的结构复杂，需要定期清洗和维护，因此后期运行成本较高。
05
应用领域与案例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用领域的比较
填料塔
适用于气体处理量大、要求压降小、操作稳定、避免液泛气速的场合，如吸收、解吸、萃取等。
板式塔

第一章设计任务依据和要求一、设计任务及操作条件：1、混合气体（空气中含SO2气体的混合气）处理量为：106Kmol/h2、混合气组成：SO2含量为6.7% （mol% ），空气为：93.3 %（mol%）3、要求出塔净化气含SO2为：0.148 %（mol%），H2O为：1.172 kmol/h4、吸收剂为水，不含SO25、常压，气体入塔温度为25℃，水入塔温度为20℃。

二、设计内容：1、设计方案的确定。

2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压降的计算。

3、填料塔附属结构的选型与设计。

4、填料塔工艺条件图。

三、H2O-SO2在常压20℃下的平衡数据X Y X Y0.00281 0.0776 0.000423 0.007630.001965 0.00513 0.000281 0.00420.001405 0.0342 0.0001405 0.001580.000845 0.0185 0.0000564 0.000660.000564 0.0112四、气体及液体的物性数据1、气体的物性：气体粘度()0.0652/G u kg m h =⋅气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ=2、液体的物性：液体粘度µL =3.6 kg /(m ·h); 液体扩散系数D L =5.3×10-6m 2/s; 密度ρL =998.2 kg /m 3;液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==× 五、 设计要求1、设计计算说明书一份2、填料塔图（2号图）一张第二章 SO 2净化技术和设备 一、SO 2的来源、性质及其危害二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。

主要有自然来源和人为来源两大类：自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。