化工原理蒸馏和吸收塔设备

1、2021-4-26 第三章第三章 蒸馏和吸收塔设蒸馏和吸收塔设 备备 3.1 3.1 概述概述 3.2 3.2 板式塔板式塔 3.3 3.3 填料塔填料塔 牛牛文库文档分享 2021-4-26 第一节第一节 概述概述 一、塔设备的基本功能及一、塔设备的基本功能及 性能评价性能评价 二、塔设备类型二、塔设备类型 牛牛文库文档分享 2021-4-26 塔的定义：塔的定义： 高径比很大的设备。高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；精馏塔、吸收塔； 牛牛文库文档分享 2021-4-26 一、塔设备的基本功能及性能评价一、塔设备的基本功能及性能评价一、塔设备的基本功能及性能评价一、塔设备的基本功能及性能评

2、价一、塔设备的基本功能及性能评价一、塔设备的基本功能及性能评价 1 1、基本功能、基本功能 （1 1）使气液两相充分接触，适当湍动，提供尽可能大的传质面积和传质系数，接）使气液两相充分接触，适当湍动，提供尽可能大的传质面积和传质系数，接 触后两相能及时分离。触后两相能及时分离。 （2 2）实现气、液两相尽可能的逆流接触，提高传质推动力。）实现气、液两相尽可能的逆流接触，提高传质推动力。 2 2、性能评价、性能评价 （1 1）通量）通量生产能力。生产能力。 （2 2）分离效率）分离效率单位压降下分离效果；板效率、等板高度。单位压降下分离效果；板效率、等板高度。 （3 3）适应能力）适应能力操作弹

3、性。操作弹性。 牛牛文库文档分享 2021-4-26 气液传质设备气液传质设备 逐级接触式逐级接触式 微分接触式微分接触式 板式塔板式塔 填料塔填料塔 二、塔设备的类型二、塔设备的类型二、塔设备的类型二、塔设备的类型二、塔设备的类型二、塔设备的类型 牛牛文库文档分享 2021-4-26 第二节第二节 板式塔板式塔 一、板式塔结构一、板式塔结构 二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型 三、板式塔的流体力学性能三、板式塔的流体力学性能 牛牛文库文档分享 2021-4-26 一、板式塔结构一、板式塔结构一、板式塔结构一、板式塔结构一、板式塔结构一、板式塔结构 1 1、总体结构、总体结构 牛牛文库文档分

4、享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2、塔板的结构、塔板的结构 筛孔筛孔 降液管降液管 溢流堰溢流堰 （剖面图）（剖面图） 牛牛文库文档分享 2021-4-26 降液管降液管 受液区受液区 溢流堰溢流堰 安定区安定区 开孔区开孔区 俯视图俯视图 牛牛文库文档分享 2021-4-26 1 1、筛板塔、筛板塔 二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型 牛牛文库文档分享 2021-4-26 优点：结构简单，制造方便、成本低，压降小，处理量大。优点：结构简单，制造方便、成本低

5、，压降小，处理量大。 缺点：操作弹性小，小孔径筛孔易堵塞。缺点：操作弹性小，小孔径筛孔易堵塞。 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2、泡罩塔、泡罩塔 牛牛文库文档分享 2021-4-26 优点：塔板操作弹性，塔板效率比较高，不易堵塞。优点：塔板操作弹性，塔板效率比较高，不易堵塞。 缺点：结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。缺点：结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3、浮阀塔、浮阀塔 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享

6、2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 特点：浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提特点：浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提 高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具 有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。 牛牛文库文档分享 2021-4-26 舌型塔板舌型塔板 4 4、喷射塔、喷射塔 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 三、板式塔的流体力学性质三、板式塔的流体力学性质 1 1、塔板上气液两相的接触状态、塔板上气液两相的接触状

7、态 两相接触面积为气泡表面两相接触面积为气泡表面 1 1）鼓泡接触状态）鼓泡接触状态 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2）泡沫接触状态）泡沫接触状态 传质表面面积很大的液膜传质表面面积很大的液膜 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3）喷射接触状态）喷射接触状态 两相传质面积是液滴的外表面两相传质面积是液滴的外表面 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2、塔板上的异常操作现象、塔板上的异常操作现象 1 1）漏液）漏液 漏液漏液两相在塔板上的接触时间两相在塔板上的接触时间 板效率板效率 控制：漏液量不大于液体流量的控制：漏液量不大于液体流量的10%10%。 漏液气速：漏液气

8、速： 漏液量达到漏液量达到10%10%的气体速度。的气体速度。 板式塔操作的气速下限板式塔操作的气速下限 原因：原因：气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2）严重雾末夹带和泡沫夹带）严重雾末夹带和泡沫夹带 影响液沫夹带因素影响液沫夹带因素 空塔气速：空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小空塔气速减小，液沫夹带量减小 塔板间距：塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小板间距增大，液沫夹带量减小 现象：现象：液滴随气体进入上层塔板液滴随气体进入上层塔板雾沫雾沫(液沫液沫)夹

9、带。夹带。 气体随液体进入下层塔板气体随液体进入下层塔板泡沫夹带。泡沫夹带。 后果：后果：过量液沫夹带和泡沫夹带，造成液、气相在板间的返过量液沫夹带和泡沫夹带，造成液、气相在板间的返 混，板效率下降。混，板效率下降。 控制：控制： 液沫夹带量液沫夹带量eV0.1kg(液液)/kg(气气)。 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3）液泛）液泛 液泛液泛 夹带液泛夹带液泛 降液管液泛降液管液泛 原因：原因：气液两相流速过大气液两相流速过大 影响因素：影响因素：流量、塔板结构流量、塔板结构 板

10、间距大板间距大 液泛速度高液泛速度高 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3、塔板的负荷性能图、塔板的负荷性能图 1 1漏液线漏液线 2 2雾沫夹带线雾沫夹带线 3 3液相负荷下限线液相负荷下限线 4 4液相负荷上限线液相负荷上限线 5 5液泛线液泛线 图中五条线所包围的区域，图中五条线所包围的区域， 就是一定物系在一定结构尺寸塔板上正常操作区。就是一定物系在一定结构尺寸塔板上正常操作区。 牛牛文库文档分享 2021-4-26 一、一、填料塔的结构与填料特性填料塔的结构与填料特性 二、二

11、、填料塔的附件填料塔的附件 第三节第三节 填料塔填料塔 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 一、填料塔的结构与填料特性一、填料塔的结构与填料特性 1 1、填料塔的结构、填料塔的结构 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2、填料特性、填料特性 1）比表面积）比表面积 单位体积填料层的填料表面积，单位体积填料层的填料表面积，以以t表示表示 ；单位：单位：m2/m3。 同一种填料，同一种填料，尺寸愈小，比表面积愈大尺寸愈小，比表面积愈大。 2）空隙率）空隙率 单位体积填料层的空隙体积单位体积填料层的空隙体积，以，以表示；单位为表示；单位为m3/m3。 填料的空隙

12、率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。填料的空隙率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。 3）填料因子）填料因子 3 / t 表示填料的流体力学性能。表示填料的流体力学性能。 干填料因子干填料因子 湿填料因子湿填料因子 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3、填料类型、填料类型 堆放方式堆放方式 乱堆填料乱堆填料 整砌填料整砌填料 拉西环、鲍尔环、鞍形、拉西环、鲍尔环、鞍形、网环网环 波纹板、波纹网波纹板、波纹网 基材基材 实体填料实体填料 网体填料网体填料 环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料（弧环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料（弧 鞍、矩鞍）、栅鞍、矩鞍）、栅 板板

13、 鞍形环、鞍形环、网、波纹网网、波纹网 牛牛文库文档分享 2021-4-26 1 1）拉西环（）拉西环（Rasching ringRasching ring） 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2）鲍尔环）鲍尔环( (Pall ring)Pall ring) 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3）阶梯环）阶梯环( (cascade mini rings)cascade mini rings) 牛牛文库文档分享 2021-4-26 4 4）弧鞍与矩鞍（）弧鞍与矩鞍（berl saddle and intolox

14、saddleberl saddle and intolox saddle） 牛牛文库文档分享 2021-4-26 5 5）金属鞍环）金属鞍环 牛牛文库文档分享 2021-4-26 6 6）波纹板及波纹网）波纹板及波纹网 牛牛文库文档分享 2021-4-26 7 7）规整填料）规整填料 牛牛文库文档分享 2021-4-26 二、填料塔的附件二、填料塔的附件 1 1、填料支承装置、填料支承装置 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 2 2、液体分布装置、液体分布装置 管式喷淋器管式喷淋器 莲蓬头式喷淋器莲蓬头式喷淋器 盘式分布器盘式分布器 多孔管式分布器多孔管式分布器 槽式分布器槽式分布器 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4- 牛牛文库文档分享 2021-4-26 3 3、液体再分布装置、液体再分布装置 牛牛文库文档分享 2021-4-26 4 4、除沫装置、除沫装置 牛牛文库文档分享 2021-4-26 塔的定义：塔的定义： 高径比很大的设备。高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；精馏塔、吸收塔； 牛牛文库文档分享 2021-4-26 第二节第二节 板式塔板式塔 一、板式塔结构一、板式塔结构 二、常用板式塔类型二、常用板式塔类型 三、板式塔的流体力学性能三、板式塔的流体力学性能 牛牛文库文档