全面讲解板式塔，不信你看不懂！
板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。
操作时，塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩)、筛孔或浮阀等，分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。
一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。
塔板可分为有降液管式塔板（也称溢流式塔板或错流式塔板）及无降液管式塔板（也称穿流式塔板或逆流式塔板）两类，在工业生产中，以有降液管式塔板应用最为广泛，在此只讨论有降液管式塔板。
泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其结构如图所示，它主要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f80、f100、f150mm三种尺寸，可根据塔径的大小选择。泡罩的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。
泡罩塔板的单个泡罩
大型泡罩塔盘
操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。
泡罩塔板的优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。
板式精馏塔设计任务书
设计者： 班级 学号：指导老师： 日期：
一、设计题目：苯―甲苯 精馏分离板式塔设计
设计一座苯―氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯28000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯30%（以上均为质量分数）
二、设计任务及操作条件
1、设计任务：
生产能力（氯苯） 20000吨/年
塔顶馏出液含氯苯 ≤2%
塔顶馏出液含苯 %98
塔底釜残液含氯苯 %8.99
塔底釜残液含苯 %2.0
产品纯度 99.8%
操作周期 7200小时/年
进料组成 50%
塔效率 60%
2、操作条件
操作压力 常压 （表压）
进料热状态 泡点进料
回流比 2
塔底加热蒸气压力 0.5MP（表压）
单板压降： ≤0.7 kPa
3、塔板类型 筛板 4、工作日 每年300天 每天24小时连续运行
5、厂址
三、设计内容：
1、精馏塔的物料衡算；
2、塔板数的确定；
3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；
4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；
5、塔板主要工艺尺寸的计算；
6、塔板的流体力学验算；
7、塔板负荷性能图；
8、精馏塔接管尺寸计算；
9、绘制生产工艺流程图；
10、绘制精馏塔设计条件图；
11、绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；
12、对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计基础数据
表1—1苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压
温度℃ 80 90 100 110 120 130 131.8
化工原理课程设计
1 1、前 言
1．1塔设备的类型
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。
根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。
板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。
目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。
1．2板式塔的类型与选择
板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便。
按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板：塔内气液两相成错流流动，即流体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，但对整个塔来说，两相基本上成逆流流动。错流塔板降液管的设置方式及堰高可以控制板上液体流径与液层厚度，以期获得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积，影响塔的生产能力；而且，流体横过塔板时要克服各种阻力，因而使板上液层出现位差，此位差称之为液面落差。液面落差大时，能引起板上气体分布不均，甲醇-水的分离
4.3 塔设备设计
4。3.1 设计规范
塔设计规范如表4.3。1.
表4.3.1 设计规范
规范 标准号
《石油化工塔形设备设计规范》 SH 3098-2011
《石油化工塔盘设备设计规范》 SH 3088-1998
《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》 SH3524—1999
《建筑抗震设计规范》 GB 50011—2010
《建筑结构载荷规范》 GB 50009-2001
4。3。2 设计要求
作为主要用于传质过程的塔设备，必须保证气液两相充分接触,以获得较高的传质效率；同时还应充分考虑设备的经济费用。为此,塔设备应满足以下基本要求：
1）气液两相充分接触，分离效率高;
2）生产能力大,即气液相处理量大;
3）操作弹性大，对气液相负荷波动具有较强的适应性，即能维持操作的稳定性，保持高的分离效率；
4）流体流动阻力小,流体通过塔设备的压降小；
5)结构简单可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以降低设备投资，同时尽可能降低操作费用；
6）耐腐蚀和不易堵塞。
本厂有5个塔，我们对其进行了详细设计,并以精馏塔T201为例阐述详细的计算和选型过程。 4。3.3 工艺参数设计
4.3。3.1 生产能力
根据Aspen模拟得到塔T201进料量为66.032kmol／h（泡点进料)，塔顶采出量为6。603kmol／h，塔底物料流量为59.429kmol／h。
4.3.3.2操作参数
精馏塔T101操作参数如表4。3。2。
表4.3。2 精馏塔T101操作参数
操作压力 回流比 进料状态 理论板数 进料位置
0。1MPa 0.07705 泡点进料 30 1
4.3.3。3物料衡算和能量衡算
(1）物料衡算
选取整个塔作为衡算系统,则其共有3股物料：进料、塔顶出料、塔底出料，故有 66。032=6.603+59.429（单位：kmol / h）.
（2）能量衡算
同样选取整个塔作为衡算系统，则能量可分为两部分：加热负荷和冷却负荷。由Aspen 模拟结果可知，加热负荷为5071.37kW，冷凝负荷为—4958。21kW。
