化工原理 PPT 第3章 蒸馏和吸收塔设备

第3章 蒸馏和吸收塔设备 章

3.1 概述1.塔设备的基本功能和性能评价指标 塔设备应该满足的两条基本功能： ①使气、液两相充分接触，适当湍动，以提供尽可 能大的传质面积和传质系数，接触后的两相又能 及时分离； ②在塔内气、液两相具有最大限度的接近逆流，以 提供最大的传质推动力。

从工程目的出发，塔设备的性能评价指标： ①通量——单位塔截面的生产能力，表征塔设备的 处理能力和允许的空塔气速； ②分离效率——单位压降塔的分离效果，对板式塔 以板效率表示，对填料塔以等板高度表示； ③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； ④还应满足流动阻力低、结构简单、金属耗量少、 造价低、易于操作控制等要求。3

2.塔设备的类型 板式塔 根据塔内气、液接触构件的结构形式 填料塔 逐级(逐板)接触式 根据塔内气、液的接触方式 微分(连续)接触式 板式塔：逐级接触式，内装塔板，气液传质在板上 液层空间内进行； 填料塔：连续接触式，内装填料，气液传质在填料 润湿表面进行。4

3.2

板式塔

板式塔为逐级接触式气液 传质设备，它主要由圆柱形壳 圆柱形壳 塔板、溢流堰、 体、塔板、溢流堰、受液盘及 降液管等部件构成。 降液管 空塔速度较高， 板式塔的空塔速度 空塔速度 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。5

3.2.1 塔板类型 错流塔板 按照塔内气、液流动的方式 逆流塔板 错流塔板(溢流塔板): 塔内气、液两相成错流流 动，即液体溢流横向流过塔板， 而气体垂直穿过液层，但对整堰 降液管 液 相

个塔来说，两相基本上成逆流 流动。气相

错流塔板应用很广，按塔板具体结构形式可分 为：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、舌形塔板等。6

逆流塔板(穿流塔板): 塔板上不设降液管，气、液两相同时由塔板 上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠 气体速度维持。 优点：塔板结构简单，板上无液面差，板面充分 利用，生产能力较大； 缺点：操作弹性及板效率不及错 液相 流塔板。 与错塔板相比，逆流塔板 应用范围小得多，常见的有栅 板、降淋筛板等。

气相

1.泡罩塔板 在工业上最早(1813年)应用的一种塔板，其 主要元件由升气管和泡罩构成，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。

液体横向通过塔板经 溢流堰流入降液管，气体 沿升气管上升折流经泡罩 泡罩 齿缝分散进入液层

,形成 齿缝 两相混合的鼓泡区。 优点：操作稳定，因升气管高出液层，使泡罩塔板 低气速下也不致产生严重的漏液现象，故弹性 大；塔板不易堵塞，适用于处理各种物料。 缺点：结构复杂，造价高，塔板压降大，生产能力 板效率低。 及板效率低 板效率低9

2.筛板 筛板塔的主要结构： ①筛孔——提供气体上升的通道； ②溢流堰——维持塔板上一定高度的液层，以保证 在塔板上气液两相有足够的接触面积； ③降液管——作为液体从上层塔板流至下层塔板的 通道。

受 液 盘

降 液 管

筛板塔的优 点是结构简单、 造价低廉，气体 压降低，板上液 面落差小，生产 能力及板效率高。 其缺点是操作弹 性小，筛孔小时 易堵塞。

3.浮阀塔板自20世纪50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。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大孔， 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。 浮阀塔的优点：生产能力和操作弹性大，塔板效率高，气体 压强降及液面落差小，造价低。其缺点是处理易结焦、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。12

F1型浮阀结构简单，易于制造，应用最普遍，为定型产 品。阀片带有三条腿，插入阀孔后将各腿底脚扳转 90°, 用以限制操作时阀片在板上升起的最大高度；阀片周边有三 块略向下弯的定距片，以保证阀片的最小开启高度。 F1型浮阀分轻阀和重阀。轻阀塔板漏液稍严重，一般均 采用重阀。

三种塔板的比较: ① 生产能力： 筛板>浮阀塔板>泡罩塔板； ②压降： 泡罩塔板>浮阀塔板>筛板；

③操作弹性： 浮阀塔板>泡罩塔板>筛板； ④造价： ⑤板效率： 泡罩塔板>浮阀塔板>筛板； 浮阀塔板、筛板 >泡罩塔板。

4.喷射型塔板 1)舌形塔板与浮舌塔板50

=20°

一种斜喷射型塔板。 气相 结构简单，在塔板上冲出 若干按一定排列的舌形孔， 舌片向上张角 以20°左 右为宜。 优点：气流由舌片喷出并带动液体沿同方向流动。气液并流 避免了返混和液面落差，塔板上液层较低，塔板压降较小。 气流方向近于水平。相同的液气 …… 此处隐藏：277字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……