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塔类设备 1概述 一 塔的分类 1 按用途分 分馏塔 吸收 解吸塔 萃取塔 抽提塔 水洗塔 2 按结构分 板式塔 填料塔 3 按照所分离组分数的多少分 二组分精馏塔 多组分精馏塔 复杂系精馏塔 二 塔设备的基本性能指标 1 生产能力 单位塔截面上单位时间的物料处理量 2 分离效率 对板式塔是指每层塔板所能达到的分离程度 对填料塔是指单位高度填料层所达到的分离程度 3 适应能力及操作弹性 指对各种物料性质的适应性及维持稳定操作的能力 4 流动阻力 气相通过每层塔板或单位高度填料层的压力降 2板式塔 1 板式塔的结构 一 板式塔的结构及工作原理 2 板式塔的工作原理 由塔顶冷凝器产生的液相和塔底再沸器产生的汽相在每一层塔板提供的汽液接触面上进行 汽液两相发生传热 传质 汽相中一部分较重的组分 沸点较高 被冷凝成液体 同时液相的轻组分被汽化成汽体 这样由塔底到塔顶 轻组分气的浓度越来越高 就形成了一个浓度梯度 而轻组分浓度越高 则其沸点越低 则又形成了从底到顶温度降低的温度梯度 1 穿流塔板特点 结构简单 板上无液面落差 气体分布均匀 塔板面积利用充分 但需要较高的气速才能维持板上液层 操作弹性差 效率低 二 典型的板式塔 2 泡罩塔优点 操作稳定 操作弹性大 缺点 结构复杂 金属耗量大 造价高 安装维修不便 板效率低 3 浮阀塔 f1型浮阀 十字架型浮阀 htv halftubevalve 型浮阀 浮阀塔的特点 1 生产能力大 2 操作弹性大 3 塔板效率高 4 气体的压强降级液面落差小 5 塔的造价低 3 筛板塔 优点 结构简单 金属耗量小 造价低 塔板压降小 板上液面落差也较小 而生产能力及板效率较泡罩塔高 缺点 操作弹性小 小筛孔容易堵塞 4 喷射塔 三 板式塔的内部结构 塔板降液管溢流堰 四 板上液流型式 五 典型塔板的装配 受液区降液区安定区工作区边缘区 1 塔板分区 单溢流塔板 2 塔板的装配 六 塔板的流体力学特性 1 气泡夹带与雾沫夹带液体在降液管内下降时 携带的气泡来不及分离被带到下一层塔板的现象 成为气泡夹带 气体穿过液层时将一些小液滴带到上层塔板的现象 称为雾沫夹带 2 塔板压降 1 干板压降hc 2 板上液层压降ht 3 克服液体表面张力造成的压力降h 3 出口堰上液层高度how lh 塔板上液体体积流量 m3 h lw 堰长 m e 液流收缩系数 一般取1 4 泄漏 由阀孔动能因数fh确定 5 降液管内的液面高度与液体停留时间 6 雾沫夹带 7 液泛 由泛点率 即操作气速与发生液泛时的空塔气速的比值 确定 8 塔板负荷性能图 aa 雾沫夹带上限线bb 液泛线cd 液相负荷上限线de 泄漏线ee 液相负荷下限线 一 填料塔的结构 3填料塔 塔体填料填料支撑装置液体分布装置破沫装置 二 填料 网体填料 三 填料支撑装置 四 液体分布装置 1 塔顶液体分布装置 2 液体再分布器 六 塔的总体结构与零部件 1 塔体与封头2 手孔与人孔3 裙座 五 破沫装置 4填料塔与板式塔的比较 见课本374页 思考题 1 蒸馏的分类2 一个完整蒸馏塔的结构包含哪些部分 3 吸收过程中对溶剂的选择应考虑哪些因素 4 塔的分类5 塔设备的基本性能指标有哪些 6 典型的板式塔有哪些 各有何特点 7 浮阀塔的特点 8 板上液流型式有哪几种 9 典型的塔板分那五个区 10 塔板的流体力学特性有哪些 11 试画出塔板负荷性能图 并标注各条线的名称 12 填料塔的