化工原理chap10_1

1、浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 1/18 幻灯片1目录 10.1 板式塔板式塔 一、板式塔类型、结构及特点一、板式塔类型、结构及特点 二、塔板的流体力学性能二、塔板的流体力学性能 三、三、 塔径和塔高的估算塔径和塔高的估算 四、塔板负荷性能图四、塔板负荷性能图 五、塔板设计要点五、塔板设计要点 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 2/18 填料塔填料塔 板式塔板式塔 塔设备塔设备 有有溢溢流流塔塔板板： 弹弹性性小小、效效率率低低 用用率率高高、压压降降小小、塔塔板板面面积积利利无无溢溢流流塔塔板板：结结构构简简单单 有溢流塔板有溢流塔板 气液两相在设备中要

2、有良好的接触：气液两相在设备中要有良好的接触： 接触充分，接触面大，相界面不断更新接触充分，接触面大，相界面不断更新 第十章第十章 气气-液传质设备液传质设备 10.1 板式塔板式塔 一、板式塔类型、结构及特点：一、板式塔类型、结构及特点： 无溢流塔板 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 3/18 有溢流塔板有溢流塔板 10.1 板式塔板式塔 降液管降液管 平顶型平顶型 溢流堰溢流堰 受液区受液区 开孔区开孔区 一、板式塔类型、结构及特点：一、板式塔类型、结构及特点： 齿形堰齿形堰 平顶堰平顶堰 溢流堰溢流堰 降液管降液管 溢流装置溢流装置 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章

3、 气液传质设备 4/18 受液盘 单流型 阶梯型流阶梯型流 型流型流 多流型多流型 单流型单流型 液流形式液流形式 U 双流型 受液盘 U 流型 受液盘 阶梯型流 10.1 板式塔板式塔 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 5/18 10.1 板式塔板式塔 双流型塔板双流型塔板 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 6/18 其它型：其它型： 浮阀型浮阀型 筛孔型筛孔型 泡罩型泡罩型 有溢流塔板又分为：有溢流塔板又分为： 10.1 板式塔板式塔 优点：优点：弹性大、操作稳定可靠。弹性大、操作稳定可靠。 缺点：缺点：结构复杂，制造成本高，压降大，液泛气速结构复杂，制

4、造成本高，压降大，液泛气速 低，故生产能力较小。低，故生产能力较小。 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 7/18 其它型：其它型： 浮阀型浮阀型 筛孔型筛孔型 泡罩型泡罩型 10.1 板式塔板式塔 特点：特点：结构简单、造价低、压降小、生产能结构简单、造价低、压降小、生产能 力大、操作弹性可达力大、操作弹性可达23、 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 8/18 其它型：其它型： 浮阀型浮阀型 筛孔型筛孔型 泡罩型泡罩型 10.1 板式塔板式塔 特点：特点：结构上较泡罩简单，比筛板复杂，操作弹性大、结构上较泡罩简单，比筛板复杂，操作弹性大、 生产能力大。生产能

5、力大。 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 9/18 阀型：阀型：F1型、型、V型、型、T型、型、A型型 各种浮阀：各种浮阀： 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 10/18 其它型：其它型： 浮阀型浮阀型 筛孔型筛孔型 泡罩型泡罩型 10.1 板式塔板式塔 压延孔板压延孔板 旋流塔板旋流塔板 斜孔塔板斜孔塔板 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 11/18 气液接触方式有三种：气液接触方式有三种： 喷雾接触状态喷雾接触状态 泡沫接触状态泡沫接触状态 鼓泡接触状态鼓泡接触状态 气液两相在设备中要有良好的接触：气液两相在设备中要有良好的接触： 接触

6、充分，接触面要大，相界面不断更新接触充分，接触面要大，相界面不断更新 10.1 板式塔板式塔 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 12/18 1 严严重重漏漏液液 2 过过量量的的液液沫沫夹夹带带 3 液液泛泛 4 塔塔板板上上的的液液面面落落差差 5 塔塔板板上上液液体体的的返返混混 6 气气体体通通过过塔塔板板的的压压降降 7液液体体停停留留时时间间 10.1 板式塔板式塔 二、塔板的流体力学性能二、塔板的流体力学性能 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 13/18 1 严重漏液严重漏液 2 过量的液沫夹带过量的液沫夹带 不不良良后后果果：降降低低板板效效，

7、严严重重时时使使板板上上不不能能积积液液，是是塔塔 不不良良的的操操作作现现象象之之一一。 产产生生的的原原因因：气气速速过过小小，或或气气体体分分布布严严重重不不均均、液液体体 分分布布严严重重不不均均。 不不良良后后果果： （1）降降低低板板效效、 （2）将将不不挥挥发发性性物物质质逐逐板板送送至至塔塔顶顶造造成成产产品品污污染染， （3）严严重重时时造造成成液液泛泛。 产产生生的的原原因因：气气体体输输送送夹夹带带 飞飞溅溅夹夹带带 夹带量通常夹带量通常 eG0.1kg 液体液体/kg 干气体干气体 有溢流塔板 10.1 板式塔板式塔 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备

8、14/18 有溢流塔板 （淹塔） 不不良良后后果果：塔塔压压力力降降急急剧剧增增大大、板板效效急急剧剧减减小小、 是是不不正正常常操操作作现现象象之之一一 产产生生原原因因： (1)气气体体流流量量过过大大，产产生生了了过过量量的的液液沫沫夹夹带带， (2)液液体体负负荷荷过过大大，降降液液管管的的截截面面积积不不够够， 10.1 板式塔板式塔 3. 3. 液泛液泛 4 4、塔板上的液面落差、塔板上的液面落差 产产生生原原因因：液液体体在在塔塔板板上上横横向向流流动动时时要要克克服服流流动动阻阻力力 （摩摩擦擦阻阻力力、形形体体阻阻力力） 。 不不良良后后果果：液液面面落落差差会会导导致致气气

9、流流分分布布不不均均 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 15/18 减少返混对传质是有利的 有溢流塔板 -单板压降 产生原因产生原因： lcp hhh 液层压降液层压降干板压降干板压降 （加和模型）（加和模型） 不良后果不良后果： （1）单板压降大，气体流动阻力大，对输送要求较高。）单板压降大，气体流动阻力大，对输送要求较高。 （2）过高的单板压降会使塔顶与塔底的压差较大，从而）过高的单板压降会使塔顶与塔底的压差较大，从而 影响体系的相平衡关系以及气液流动情况，这对真空操作影响体系的相平衡关系以及气液流动情况，这对真空操作 尤为重要。尤为重要。 一一般般，常常压压塔塔：单单板

10、板压压降降 4065mmH2O 减减压压塔塔：单单板板压压降降 1035mmH2O 10.1 板式塔板式塔 5、 板上液体的返混板上液体的返混 6、 气体通过塔板的压降气体通过塔板的压降 7液体在降液管内的停留时间液体在降液管内的停留时间 35s 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 16/18 u V D G 4 气气速速上上限限为为泛泛点点气气 速速，用用 uF表表示示，由由经经 验验式式计计算算或或图图查查取取。 F uu)8 . 06 . 0( Te HNZ HT与与塔塔径径之之间间的的关关系系如如表表 1 所所示示： 表表 1 板板间间距距参参考考数数值值 塔塔径径 D

11、(m)0.30.60.61.01.02.02.04.04.06.0 板板间间距距 HT (mm)200350250400250600300600400800 全塔效率估算用全塔效率估算用 O connell 关联图关联图 10.1 板式塔板式塔 三、三、 塔径和塔高的估算塔径和塔高的估算 浙江大学本科生课程 化工原理 第十章 气液传质设备 17/18 V G G V L L 5 4 3 2 1 O 液相下限线 液相上限线 漏液线 过量液沫夹带线 液泛线 正正常常操操作作区区 操作弹性操作弹性=气量上限气量上限/气量下限气量下限 操操作作弹弹性性要要求求大大于于 23 10.1 板式塔板式塔 四、塔板负荷性能图四、塔板负荷性能图 五、塔板设计要点五、塔板设计要点 设计内容设计内容：板型：筛板、浮阀等：板型：筛板、浮阀等 板上液流型式：单流、双流等板上液流型式：单流、双流等 板间距板间距 HT 塔径