化工原理蒸馏和吸收塔设备

第三章

蒸馏和吸收塔设备§3.1概述§3.2板式塔§3.3填料塔2024/4/2第一节

概述一、塔设备的基本功能及性能评价二、塔设备类型2024/4/2塔的定义：高径比很大的设备。精馏塔、吸收塔；2024/4/2一、塔设备的基本功能及性能评价1、基本功能（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，接触后两相能及时分离。（2）实现气、液两相尽可能的逆流接触，提高传质推动力。2、性能评价（1）通量——生产能力。（2）分离效率——单位压降下分离效果；板效率、等板高度。（3）适应能力——操作弹性。2024/4/2气液传质设备逐级接触式微分接触式板式塔填料塔二、塔设备的类型2024/4/2第二节

板式塔一、板式塔结构二、常用板式塔类型三、板式塔的流体力学性能2024/4/2一、板式塔结构1、总体结构2024/4/22024/4/22024/4/22、塔板的结构筛孔降液管溢流堰（剖面图）2024/4/2降液管受液区溢流堰安定区开孔区俯视图2024/4/21、筛板塔二、常用板式塔类型2024/4/2优点：结构简单，制造方便、成本低，压降小，处理量大。缺点：操作弹性小，小孔径筛孔易堵塞。2024/4/22、泡罩塔2024/4/2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。2024/4/22024/4/22024/4/23、浮阀塔2024/4/22024/4/22024/4/22024/4/2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，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。2024/4/2舌型塔板4、喷射塔2024/4/22024/4/22024/4/2三、板式塔的流体力学性质1、塔板上气液两相的接触状态

两相接触面积为气泡表面

1）鼓泡接触状态2024/4/22）泡沫接触状态

传质表面面积很大的液膜

2024/4/23）喷射接触状态

两相传质面积是液滴的外表面

2024/4/22、塔板上的异常操作现象1）漏液漏液两相在塔板上的接触时间↓板效率↓控制：漏液量不大于液体流量的10%。漏液气速：漏液量达到10%的气体速度。——板式塔操作的气速下限原因：气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀2024/4/22024/4/22）严重雾末夹带和泡沫夹带影响液沫夹带因素空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小现象：液滴随气体进入上层塔板——雾沫(液沫)夹带。气体随液体进入下层塔板——泡沫夹带。后果：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。控制：液沫夹带量eV＜0.1kg(液)/kg(气)。2024/4/22024/4/22024/4/22024/4/23）液泛液泛夹带液泛降液管液泛原因：气液两相流速过大影响因素：流量、塔板结构板间距大液泛速度高2024/4/22024/4/22024/4/22024/4/23、塔板的负荷性能图1——漏液线2——雾沫夹带线3——液相负荷下限线4——液相负荷上限线5——液泛线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。2024/4/2一、填料塔的结构与填料特性

二、填料塔的附件

第三节

填料塔2024/4/22024/4/2一、填料塔的结构与填料特性

1、填料塔的结构

2024/4/22、填料特性

1）比表面积

单位体积填料层的填料表面积，以αt表示

；单位：m2/m3。

同一种填料，尺寸愈小，比表面积愈大。

2）空隙率

单位体积填料层的空隙体积，以ε表示；单位为m3/m3。

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

表示填料的流体力学性能。

干填料因子

湿填料因子

2024/4/23、填料类型

堆放方式

乱堆填料

整砌填料

拉西环、鲍尔环、鞍形、θ网环

波纹板、波纹网

基材

实体填料

网体填料

环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料（弧鞍、矩鞍）、栅板

鞍形环、θ网、波纹网

2024/4/21）拉西环（Raschingring）

2024/4/22024/4/22）鲍尔环(Pallring)

2024/4/22024/4/23）阶梯环(cascademinirings)

2024/4/24）弧鞍与矩鞍（berlsaddleandintoloxsaddle）

2024/4/25）金属鞍环

2024/4/26）波纹板及波纹网

2024/4/27）规整填料2024/4/2二、填料塔的附件

1、填料支承装置

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