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1、第3章 蒸馏和吸收塔设备v3.1 概述概述v3.2 板式塔板式塔v3.3 填料塔填料塔下一页上一页3.1 概述v1 1 塔设备的基本功能和性能评价指标塔设备的基本功能和性能评价指标v1)1)基本原则基本原则v充分接触充分接触, ,适当湍动适当湍动, ,提供大的传质面积和传质系数提供大的传质面积和传质系数, ,并能及时分离并能及时分离v逆流逆流, ,提供最大传质推动力提供最大传质推动力v2)2)评价指标评价指标v通量通量v分离效率分离效率v适应能力适应能力v流动阻力低流动阻力低v结构简单结构简单v造价低造价低v易于操作与控制易于操作与控制下一页上一页3.1 概述v2 2 塔设备的类型塔设备的类型
2、v1)1)类型类型v板式塔板式塔v填料塔填料塔v3)3)主要内容主要内容v结构与性能结构与性能v工艺设计方法工艺设计方法v选型选型下一页上一页返回3.2 板式塔v3.2.1 塔板类型塔板类型v3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能v3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页返回v1 1 逐级接触式气液传质设备逐级接触式气液传质设备v2 2 液相为连续相，气相为分散相液相为连续相，气相为分散相v3 3 错流塔板：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔错流塔板：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔v4 4 逆流塔板：筛板塔、栅缝板、波纹板逆流塔板：筛板塔、栅缝板、波纹板上一页 下一页3.2.1 塔
3、板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型上一页 下一页返回3.2.1 塔板类型塔板类型v1 1 泡罩塔板泡罩塔板v结构：升气管，泡罩结构：升气管，泡罩v优点：不易漏液，操作弹性高，不易堵塞，适于处理各种物优点：不易漏液，操作弹性高，不易堵塞，适于处理各种物料料v缺点：结构复杂，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔缺点：结构复杂，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大；雾沫夹带严重，生产能力及板效率均较低板压降大；雾沫夹带严重，生产能力及板效率均较低上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型v2 2
4、 筛板塔筛板塔v结构：筛孔，直径结构：筛孔，直径3 38 8mmmm，正三角形排列；溢流堰正三角形排列；溢流堰v优点：结构简单，造价低；气体压降小，液面落差小；生产优点：结构简单，造价低；气体压降小，液面落差小；生产能力大，板效率高能力大，板效率高上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型v3 3 浮阀塔板浮阀塔板v结构：浮阀，结构：浮阀，F1F1、V-4V-4、T T型型v优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小及液面落差小，造价低及液面落差小，造价低v缺点：易堵，不易处理易结焦或粘度大
5、的物料缺点：易堵，不易处理易结焦或粘度大的物料上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型v4 4 喷射型塔板喷射型塔板v（1 1）舌形塔板）舌形塔板上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型上一页 下一页3.2.1 塔板类型塔板类型v（2）斜孔塔板）斜孔塔板上一页 下一页返回3.2.1 塔板类型塔板类型v1 1 塔板上气液两相的接触状态塔板上气液两相的接触状态v鼓泡状，蜂窝状，泡沫状，喷射状鼓泡状，蜂窝状，泡沫状，喷射状v2 2 塔板压降塔板压降v干板阻力，液层静压强阻力，表面张力阻力干板阻力，液层静压强阻力，
6、表面张力阻力v3 3 液泛液泛v定义：塔板上的液体不能正常流下，产生积液，也叫淹塔定义：塔板上的液体不能正常流下，产生积液，也叫淹塔v原因：气体或液体流量过大，气速过高，塔板间距过小原因：气体或液体流量过大，气速过高，塔板间距过小v种类：降液管液泛，雾沫夹带液泛种类：降液管液泛，雾沫夹带液泛v结果：塔板压降升高，不能正常操作结果：塔板压降升高，不能正常操作上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能v4 4 雾沫夹带雾沫夹带v定义：上升气流将板上液体带入上一层塔板的现象定义：上升气流将板上液体带入上一层塔板的现象v结果：造成液相反混，降低板效率结果：造成液相反混，降低板效
7、率v规定：雾沫夹带量不超过规定：雾沫夹带量不超过1010或或ev0.1kg(ev0.1kg(液液)/)/kg(kg(气气) )v5 5 漏液漏液v原因：气速太小，板面液面落差大原因：气速太小，板面液面落差大v规定：小于液体流量的规定：小于液体流量的1010v6 6 液面落差液面落差v原因：流动阻力，与结构、塔径、液体流量有关原因：流动阻力，与结构、塔径、液体流量有关v大小：泡罩塔，浮阀塔，筛板塔大小：泡罩塔，浮阀塔，筛板塔上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能v7 7 负荷性能图负荷性能图v（1 1）雾沫夹带线）雾沫夹带线v（2 2）液泛线）液泛线v（3 3）液相负
8、荷上限线）液相负荷上限线v（4 4）漏液线）漏液线v（5 5）液相负荷下限线）液相负荷下限线v（6 6）操作线与操作点）操作线与操作点上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能上一页 下一页返回3.2.2 板式塔的流体力学性能板式塔的流体力学性能
9、v设计步骤设计步骤v（1 1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案v（2 2）根据设计任务和工艺要求，选择塔板类型）根据设计任务和工艺要求，选择塔板类型v（3 3）确定塔径、塔高等工艺尺寸）确定塔径、塔高等工艺尺寸v（4 4）塔板结构设计）塔板结构设计v（5 5）流体力学验算）流体力学验算v（6 6）绘制塔板负荷性能图）绘制塔板负荷性能图v（7 7）对设计进行分析与修正）对设计进行分析与修正上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v1 1 浮阀塔工艺尺寸的计算浮阀塔工艺尺寸的计算v1 1）塔高）塔高v板间距大，空塔气速高，塔径小，塔高板间
10、距大，空塔气速高，塔径小，塔高v板间距小，空塔气速低，塔径大，塔低板间距小，空塔气速低，塔径大，塔低v板数较多的塔，板间距应小，塔径大板数较多的塔，板间距应小，塔径大v板间距根据经济指标确定板间距根据经济指标确定v板间距的数值应按照规定选取整数板间距的数值应按照规定选取整数v易起泡物系，负荷波动大，板间距应大易起泡物系，负荷波动大，板间距应大上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v2 2）塔径）塔径上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v标准塔径（标准塔径（mmmm）：）：600600，70070
11、0，800800，10001000，12001200，14001400，16001600，18001800，20002000，42004200v若精馏段与提馏段上升气量差别较大时，两段塔径应分别计若精馏段与提馏段上升气量差别较大时，两段塔径应分别计算算上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v3 3）溢流装置）溢流装置v(1)(1)降液管的类型与溢流方式降液管的类型与溢流方式v降液管：圆形，弓形降液管：圆形，弓形v降液管的布置：降液管的布置：U U型流，单溢流，双溢流，阶梯式双溢流型流，单溢流，双溢流，阶梯式双溢流上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一
12、页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v(2)(2)溢流装置的设计计算溢流装置的设计计算v出口堰出口堰v堰长：堰长：v堰高：堰高：v堰上液层高度堰上液层高度上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v弓形降液管的宽度和截面积弓形降液管的宽度和截面积上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v降液管底隙高度降液管底隙高度上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计
13、v进口堰及受液盘进口堰及受液盘v进口堰：降液管液封，保证液体分布均匀，一般不设进口堰：降液管液封，保证液体分布均匀，一般不设v受液盘：平受液盘，凹受液盘受液盘：平受液盘，凹受液盘上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v4 4 塔板布置塔板布置v塔板：整块式，分块式塔板：整块式，分块式v塔板分区塔板分区v（1 1）鼓泡区：气液传质有效区）鼓泡区：气液传质有效区v（2 2）溢流区：降液管，受液盘，液体通道）溢流区：降液管，受液盘，液体通道v（3 3）破沫区：安定区，避免气体进入降液管）破沫区：安定区，避免气体进入降液管v（4 4）无效区：边缘区，供安装用）无效区：边缘区，供安装
14、用上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v5 5 浮阀的数目与排列浮阀的数目与排列v（1 1）阀孔动能因子与阀孔数目）阀孔动能因子与阀孔数目上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v（2 2）阀孔排列）阀孔排列上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v等边三角形等边三角形v等腰三角形等腰三角形v（3 3）开孔区面积）开孔区面积上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v2 2 浮阀塔板的流体力学验算浮阀塔板的流体力学验算v1 1）气体通过浮阀塔板的压强降）气体通过浮阀塔板的压强降上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板
15、式塔的工艺设计v1 1）干板阻力）干板阻力v阀全开前阀全开前v阀全开后阀全开后上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v2 2）板上充气液层阻力）板上充气液层阻力v3 3）液体表面张力造成的阻力）液体表面张力造成的阻力v经验值：常压、加压塔：经验值：常压、加压塔：265265530530PaPa 减压塔：减压塔：200200PaPa上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v（2 2）液泛）液泛v无进口堰：无进口堰：v有进口堰：有进口堰：上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v（3 3）雾沫夹带）雾沫夹带v大塔：泛点率大塔：泛点率80%80
16、%vmm以下的塔：泛点率以下的塔：泛点率70%70%v减压塔：泛点率减压塔：泛点率75%75%上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v（4 4）漏液）漏液上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v例例3 32 2 拟建一浮阀塔用以分离苯甲苯混合物，决定采用拟建一浮阀塔用以分离苯甲苯混合物，决定采用F1F1型浮阀（重阀），试根据以下条件作出浮阀塔的设计计型浮阀（重阀），试根据以下条件作出浮阀塔的设计计算算v1 1 塔板工艺尺寸计算塔板工艺尺寸计算v（1 1）塔径）塔径上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v（2 2）溢流装置）溢流装置 单溢流弓形降液管，不设进口堰单溢流弓形降液管，不设进口堰v1 1）堰长）堰长上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的工艺设计v2 2）出口堰高）出口堰高v3 3）弓形降液管宽度）弓形降液管宽度WWd d和面积和面积A Af f上一页 下一页3.2.3 板式塔的工艺设计板式塔的
