7塔设备3PPT学习教案

1、会计学17塔设备塔设备327.2 填料塔过程设备设计第1页/共93页37.2 填料塔过程设备设计工作原理第2页/共93页41.按塔板结构泡罩塔筛板塔浮阀塔舌形塔等应用最早第3页/共93页52.按气液两相流动方式错流式：有降液管逆流式：无降液管 有降液管的塔板应用较广图 732 错流式和逆流式塔板第4页/共93页63.按液体流动型式单溢流型: 图7-33（a）双溢流型: 图7-33（b）（a）单溢流型（b）双溢流型第5页/共93页7（1）泡罩塔第6页/共93页8第7页/共93页9塔盘主要结构: 由泡罩、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成。优点：缺点：泡罩塔第8页/共93页10第9页/共93页

2、11 锥流 设计及操作时应避免的问题: 脉冲鼓泡 第10页/共93页12 偏流和倾流 过量雾沫夹带 液泛第11页/共93页13第12页/共93页14(2) 浮阀塔自1950 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。原理浮阀塔盘气液接触状况 第13页/共93页15minmax定距片点接触锐边阀脚第14页/共93页16F1型浮阀结构简单，易于制造，应用最普遍，为定型产品。轻阀=1.5mm，重约25g。重阀=2.0mm，重约33g。F1型浮阀分轻阀和重阀。轻阀塔板漏液稍严重，除真空操作时选用外，一般均采用重阀。 第15页/共93页17优点：缺点：浮阀塔第16页/共93页

3、18（3 3）筛板塔）筛板塔筛孔塔板出现也较早（1830年），是结构最简单的一种板型。但由于早期对其性能认识不足，为易漏液、操作弹性小、难以稳定操作等问题所困，使用受到极大限制。1950 年后开始对筛孔塔板进行较系统全面的研究，从理论和实践上较好地解决了有关筛板效率，流体力学性能以及塔板漏液等问题，获得了成熟的使用经验和设计方法，使之逐渐成为应用最广的塔板类型之一。 第17页/共93页19第18页/共93页20优点：缺点：第19页/共93页21(4)无降液管塔优点：缺点：第20页/共93页22（5）导向筛板塔两项改进：液面落差导向孔雾沫夹带液体刚进入塔板迅速鼓泡鼓泡促进装置压力降塔板利用率第2

4、1页/共93页23第22页/共93页24(6) 斜喷型塔前提第23页/共93页25a. 舌形塔应用最早的一种斜喷射型塔板。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。第24页/共93页26优点：缺点：1.张角固定，在气量较小时，经舌孔喷射的气速 低，塔板漏液严重，操作弹性小。2.液体在同一方向上加速，有可能使液体在板上 的停留时间太短、液层太薄，板效率降低。 1. 舌形塔是喷射型塔，气体喷出的方向和液体流动 的方向一致，可充分利用气体动能促进气液两相 间的接触，提高传质效率。2. 气体不必通过较深的液层，压力降小，雾沫夹带 小，可采用较大气速，故生产能力高。3.

5、 结构简单，安装、维修方便。改进a. 舌形塔第25页/共93页27b. 浮动舌形塔为使舌形塔板适应低负荷生产，提高操作弹性，研制出了可变气道截面（类似于浮阀塔板）的浮舌塔板。浮舌易损坏。第26页/共93页28在塔板上开若干大孔(直径100200mm)，按一定方式排列。孔上设置侧壁开有许多筛孔的泡罩，泡罩底边留有间隙供液体进入罩内。（7）垂直筛板塔气流将由泡罩底隙进入罩内的液体拉成液膜形成两相上升流动，经泡罩侧壁筛孔喷出后两相分离，即气体上升液体落回塔板。液体从塔板入口流至降液管将多次经历上述过程。 第27页/共93页29且气液由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速度为零，降低了液沫夹带量，因此垂

6、直筛板可获得较高的塔板效率和较大的生产能力。 与普通筛板相比，垂直筛板为气液两相提供了很大的不断更新的相际接触表面，强化了传质过程；第28页/共93页30为了减少塔板阻力提高处理能力，将升气孔由平孔改成喷咀孔，使塔板阻力降低40%以上，可用于真空系统。新垂直筛板塔 第29页/共93页31 塔的基本性能指标: 生产能力单位塔截面上单位时间的物料处理量 塔板效率 适应能力指对各种物料的适应性及负荷波动时维持操作 稳定而保持较高分离效率的能力 操作弹性最大蒸气负荷 / 最小蒸气负荷 流体阻力气体通过每层塔板或单位高度填料层的压力降 造价 操作是否方便板式塔: 每层塔板所达到的分离程度填料塔: 单位高

7、度填料层所达到的分离程度第30页/共93页32图7-42 板式塔压力降的比较 （纵坐标为10MPa/理论值）第31页/共93页33表7-4 板式塔性能的比较第32页/共93页34结论浮阀塔在蒸气负荷、操作弹性、效率方面比泡罩塔有明显优势。筛板塔压降小、造价低、生产能力大，除操作弹性较小外，其余均接近于浮阀塔。栅板塔操作范围比较窄，板效率随负荷的变化较大。第33页/共93页35按流动方式溢流型穿流型溢流型塔盘组成： 塔板、降液管、受液槽、溢流堰 和气液接触元件等。 第34页/共93页36按塔径及结构整块式分块式当DN700mm整块式塔盘当DN800mm分块式塔盘当700DN800mm根据实际任选

8、塔盘的要求: a.有一定的刚度维持水平 b.塔盘与塔壁间有一定密封性避免气、液短路 c.便于制造、安装、维修 d.成本低塔盘类型:第35页/共93页37（1） 整块式塔盘重叠式: 图7-44按组装方式定距管式: 图7-43a. 定距管式塔盘结构第36页/共93页381塔盘板 2降液管 3拉杆 4定距管 5塔盘圈 6吊耳7螺栓 8螺母9压板 10 压圈11石棉绳图7-43 定距管式塔盘结构第37页/共93页39支承结构上部支承结构下部第38页/共93页40第39页/共93页41定距管式塔盘支座冲压式焊接式定距管式塔盘结构第40页/共93页421调节螺栓 2支承板3支柱 4压圈5塔盘圈 6填料7支

9、承圈 8压板 9螺母 10螺柱11塔盘板 12支座b. 重叠式塔盘第41页/共93页43第42页/共93页44整体支承板支柱：碳钢不锈钢38 2.538 3.5碳钢不锈钢3334bb分块支承板第43页/共93页45塔盘吊耳调节螺栓布置人工调节塔板水平度，D700mm时才用第44页/共93页46角焊式图7-45 角焊式整块塔盘翻边式图7-46 翻边式整块塔盘第45页/共93页47结构尺寸第46页/共93页48整体塔盘与塔内壁的密封结构图7-47 整块式塔盘的密封结构1.螺栓 2螺母 3压板 4压圈 5填料 6圆钢圈 7塔盘软填料密封，石棉线、聚四氟乙烯纤维编织填料。第47页/共93页49压板数量

10、第48页/共93页50塔盘用氟塑料密封结构1-塔盘板2螺栓3聚四氟乙烯环4卡子5-塔体第49页/共93页51压圈当塔盘和塔体的制造尺寸精确时，压圈也可采用方钢。500,4,7 7600,6,9 9DD或 或 第50页/共93页52（2） 分块式塔盘第51页/共93页53第52页/共93页54图7-48 分块式塔盘的组装结构9塔盘边板10塔盘板11紧固件12通道板 13降液板14出口堰 15紧固件 16连接板通道板1出口堰2上段降液板3下段降液板4受液盘 5支撑梁6支撑圈7受液盘8入口堰第53页/共93页55第54页/共93页56第55页/共93页57槽式塔盘型式自身梁式平板式第56页/共93页

11、58图7-49 分块式塔盘板自身梁式(一)梁上不能开孔卡子孔1400Lmm1400Lmm第57页/共93页59靠梁上螺栓连接槽式：开孔率大于自身梁式自身梁式槽式第58页/共93页60平板式自身梁式自身梁式槽式第59页/共93页61第60页/共93页62内部通道板目的: 便于塔内清洗和维修, 使人能进入各层塔盘位置: a.在塔盘板接近中央处设置 b.各层通道板在同一垂直位置上，以利采光 和拆卸。 c.也可用一块塔盘板代替。第61页/共93页63塔盘之间通道板与塔盘之间上、下均可拆图7-50第62页/共93页64第63页/共93页65为装拆迅速、方便, 紧固件常用不锈钢。第64页/共93页66塔盘

12、板与支承圈的连接卡子卡板椭圆垫板圆头螺钉螺母螺栓尾部沟槽方向与卡板长度平行注意：第65页/共93页67卡板第66页/共93页68椭圆垫板圆头螺钉第67页/共93页69降液管（1）圆形弓形结构型式弓型区截面中仅有一小部分用于有效的降液截面。(a)(b)(c)由流体力学计算确定第68页/共93页70(d)第69页/共93页71(e)应用：第70页/共93页72（2）降液管的尺寸(1) 液体在降液管内的流速为0.030.12ms(2) 液流通过降液管的最大压力降为250Pa(3) 液体在降液管内停留的时间为35s，通常4s(4) 降液管内清液层的最大高度不超过塔板间距的一半(5) 越过溢流堰降落时抛

13、出的液体，不应射及塔壁; 降液管的截面积占塔盘总面积的比例，通常为5 25%之间。降液管设计准则第71页/共93页73为防止气体从降液管底部窜入液封高度hw降液管底端到下层塔盘受液盘面的距离h0（hw-h0）=612mm。大型塔不小于38mm第72页/共93页74（2）降液管的结构整块式塔盘降液管：图7-55, 7-56, 7-57用于碳钢塔盘或厚塔盘用于不锈钢塔盘或薄塔盘降液管直接焊在塔盘板上第73页/共93页75用于碳钢塔盘用于不锈钢塔盘第74页/共93页76不锈钢塔盘先翻边再与降液管焊接第75页/共93页77分块式塔盘的降液管有垂直式和倾斜式 第76页/共93页78减少气泡发生，也有利于

14、气泡分离第77页/共93页79降液管与塔体的连接可折式及焊接固定式图7-59 可折降液管的组装结构（a）（b）（c）搭接式，组装时可调节其位置的高低折边辅助梁式，可增加降液板的刚度，但组装时不能调节兼有可调节及刚性好的结构第78页/共93页80第79页/共93页81第80页/共93页82第81页/共93页83受液盘 作用: a.保证降液管出口处的液封 b.改变流体流向缓冲作用 (凹形)2.平型型式凹型可拆式焊接固定式第82页/共93页841塔壁2降液板3塔盘板 4受液盘5筋板（b）第83页/共93页85 凹受液盘深度应大于50mm， 但不超过塔盘间距的1/3第84页/共93页86 液封盘: 在

15、塔或塔段的最底层塔盘降液管末端设置 保证降液管出口处的液封 图7-61, 62 泪孔：停工时排液用1-支承圈2-液封盘3-泪孔4-降液板 图7-61 弓形降液管液封盘结构 第85页/共93页871-圆形降液管2-筋板3-液封盘 图7-62 圆形降液管液封盘结构第86页/共93页88溢流堰根据位置分为: 进口堰 出口堰进口堰 作用: a.保证降液管的液封，使液体均匀流入下 层塔盘 b.减少液流在水平方向的冲击 位置: 塔盘上的液流进入端 一般在采用平型受液盘时加进口堰 尺寸: 图7-63第87页/共93页89进口堰高度hw h0时，取hw，=(68)mm 或 hw，= h0hw h0时，取hw ，