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1、塔类设备塔类设备 1 概述概述 一、塔的分类一、塔的分类 1.按用途分：按用途分： 分馏塔分馏塔 吸收、解吸塔吸收、解吸塔 萃取塔萃取塔(抽提塔抽提塔) 水洗塔水洗塔 2.按结构分按结构分 板式塔板式塔填料塔填料塔 3.按照所分离组分数的多少分按照所分离组分数的多少分 二组分精馏塔二组分精馏塔多组分精馏塔多组分精馏塔复杂系精馏塔复杂系精馏塔二、塔设备的基本性能指标：二、塔设备的基本性能指标：1.生产能力：单位塔截面上单位时间的物料生产能力：单位塔截面上单位时间的物料 处理量。处理量。2.分离效率：对板式塔是指每层塔板所能达分离效率：对板式塔是指每层塔板所能达到的分离程度；对填料塔是指单位高度填
2、料到的分离程度；对填料塔是指单位高度填料层所达到的分离程度。层所达到的分离程度。3.适应能力及操作弹性：指对各种物料性质适应能力及操作弹性：指对各种物料性质的适应性及维持稳定操作的能力。的适应性及维持稳定操作的能力。4.流动阻力：气相通过每层塔板或单位高度流动阻力：气相通过每层塔板或单位高度填料层的压力降。填料层的压力降。2 板式塔板式塔1.板式塔的结构板式塔的结构一、板式塔的结构及工作原理一、板式塔的结构及工作原理 2.板式塔的工作原理板式塔的工作原理 由塔顶冷凝器产生的液相和塔由塔顶冷凝器产生的液相和塔底再沸器产生的汽相在每一层塔板底再沸器产生的汽相在每一层塔板提供的汽液接触面上进行，汽液
3、两提供的汽液接触面上进行，汽液两相发生传热、传质，汽相中一部分相发生传热、传质，汽相中一部分较重的组分较重的组分( (沸点较高沸点较高) )被冷凝成液被冷凝成液体，同时液相的轻组分被汽化成汽体，同时液相的轻组分被汽化成汽体，这样由塔底到塔顶，轻组分气体，这样由塔底到塔顶，轻组分气的浓度越来越高，就形成了一个浓的浓度越来越高，就形成了一个浓度梯度。而轻组分浓度越高，则其度梯度。而轻组分浓度越高，则其沸点越低，则又形成了从底到顶温沸点越低，则又形成了从底到顶温度降低的温度梯度。度降低的温度梯度。1.1.穿流塔板穿流塔板特点：特点：结构简单，板上无液面结构简单，板上无液面落差，气体分布均匀，落差，气
4、体分布均匀，塔板面积利用充分，但塔板面积利用充分，但需要较高的气速才能维需要较高的气速才能维持板上液层，操作弹性持板上液层，操作弹性差，效率低。差，效率低。二、典型的板式塔二、典型的板式塔2.泡罩塔泡罩塔优点：操作稳定，优点：操作稳定，操作弹性大。操作弹性大。缺点：结构复杂，缺点：结构复杂，金属耗量大，造价金属耗量大，造价高，安装维修不便，高，安装维修不便，板效率低。板效率低。3.浮阀塔浮阀塔 F1型浮阀型浮阀十字架型浮阀十字架型浮阀HTV(Half Tube Valve)型浮阀型浮阀浮阀塔的特点浮阀塔的特点（1）生产能力大；）生产能力大；（2）操作弹性大；）操作弹性大；（3）塔板效率高；）塔
5、板效率高；（4）气体的压强降级液面落差小；）气体的压强降级液面落差小；（5）塔的造价低。）塔的造价低。3.筛板塔筛板塔 优点：结构简单，优点：结构简单，金属耗量小，造金属耗量小，造价低，塔板压降价低，塔板压降小，板上液面落小，板上液面落差也较小，而生差也较小，而生产能力及板效率产能力及板效率较泡罩塔高。较泡罩塔高。缺点：操作弹性缺点：操作弹性小，小筛孔容易小，小筛孔容易堵塞。堵塞。 4.喷射塔喷射塔 三、板式塔的内部结构三、板式塔的内部结构 塔板塔板降液管降液管溢流堰溢流堰 四、板上液流型式四、板上液流型式 五、典型塔板的装配五、典型塔板的装配受液区受液区降液区降液区安定区安定区工作区工作区边
6、缘区边缘区 1.塔板分区塔板分区单溢流塔板单溢流塔板 2.塔板的装配塔板的装配六、塔板的流体力学特性六、塔板的流体力学特性1.气泡夹带与雾沫夹带气泡夹带与雾沫夹带 液体在降液管内下降时，携带的气液体在降液管内下降时，携带的气泡来不及分离被带到下一层塔板的现象，泡来不及分离被带到下一层塔板的现象，成为气泡夹带。成为气泡夹带。 气体穿过液层时将一些小液滴带到气体穿过液层时将一些小液滴带到上层塔板的现象，称为雾沫夹带。上层塔板的现象，称为雾沫夹带。2.2.塔板压降塔板压降（1 1）干板压降）干板压降hchc（2 2）板上液层压降）板上液层压降h ht t（3 3）克服液体表面张力造成的压力降）克服液
7、体表面张力造成的压力降h h3.3.出口堰上液层高度出口堰上液层高度howhowL Lh h: :塔板上液体体积流量，塔板上液体体积流量，m m3 3/h/h；LwLw: :堰长，堰长，m m；E:E:液流收缩系数，一般取液流收缩系数，一般取1 1。4.4.泄漏泄漏由阀孔动能因数由阀孔动能因数F Fh h确定确定5.5.降液管内的液面高度与液体停留时间降液管内的液面高度与液体停留时间6.6.雾沫夹带雾沫夹带7.7.液泛液泛 由泛点率（即操作气速与发生由泛点率（即操作气速与发生液泛时的空塔气速的比值）确定。液泛时的空塔气速的比值）确定。8.8.塔板负荷性能图塔板负荷性能图AA-AA-雾沫夹带上限
8、线雾沫夹带上限线BB-BB-液泛线液泛线CD-CD-液相负荷上限线液相负荷上限线DE-DE-泄漏线泄漏线EE-EE-液相负荷下限线液相负荷下限线一、填料塔的结构一、填料塔的结构3 填料塔填料塔塔体塔体填料填料填料支撑装置填料支撑装置液体分布装置液体分布装置破沫装置破沫装置二、填料二、填料网体填料网体填料三、填料支撑装置三、填料支撑装置四、液体分布装置四、液体分布装置(1)塔顶液体分布装置塔顶液体分布装置 (2)液体再分布器液体再分布器 六、塔的总体结构与零部件六、塔的总体结构与零部件 1.1.塔体与封头塔体与封头2.2.手孔与人孔手孔与人孔3.3.裙座裙座五、破沫装置五、破沫装置4 填料塔与板
9、式塔的比较填料塔与板式塔的比较见课本见课本374页页思考题思考题1.1.蒸馏的分类蒸馏的分类2.2.一个完整蒸馏塔的结构包含哪些部分？一个完整蒸馏塔的结构包含哪些部分？3.3.吸收过程中对溶剂的选择应考虑哪些因素吸收过程中对溶剂的选择应考虑哪些因素？4.4.塔的分类塔的分类 5.5.塔设备的基本性能指标有哪些？塔设备的基本性能指标有哪些？6.6.典型的板式塔有哪些，各有何特点？典型的板式塔有哪些，各有何特点？7.7.浮阀塔的特点？浮阀塔的特点？8.8.板上液流型式板上液流型式 有哪几种？有哪几种？9.9.典型的塔板分那五个区？典型的塔板分那五个区？10.10.塔板的流体力学特性有哪些？塔板的流体力学特性有哪些？11.11.试画出塔板负荷性能图，并标注各条试画出塔板负荷性能图，并标注各条线的名称。线的名称。12.12.填料塔的结构有哪几部分组成？填料塔的结构有哪几部分组成？13.13.试说出几种常用填料的名称试说出几种常用填料的名称 14.14.常用的填料支撑装置有哪几种？常用的填料支撑装置有哪几种？ 15.15.填料塔内为何设置液体在分布器？填料塔内为何设置液体在分布器？16.16.板式塔和填料塔各有什么特点？板式塔和填料塔各有什么特点？
