氣液傳質(zhì)設(shè)備課件

1、氣液傳質(zhì)設(shè)備課件1第第1212章章 氣液傳質(zhì)設(shè)備氣液傳質(zhì)設(shè)備Chapter 12 Mass Transfer Equipments氣液傳質(zhì)設(shè)備課件2第第1212章章 氣液傳質(zhì)設(shè)備氣液傳質(zhì)設(shè)備12.1 12.1 概述概述12.2 12.2 板式塔板式塔12.3 12.3 填料塔填料塔12.4 12.4 塔的總體結(jié)構(gòu)塔的總體結(jié)構(gòu) 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件312.1 12.1 概述概述 （IntroductionIntroduction） 一、氣、液傳質(zhì)設(shè)備氣、液傳質(zhì)設(shè)備( (塔設(shè)備塔設(shè)備) )的作用的作用v 提供氣、液兩相充分提供氣、液兩相充分接觸的場(chǎng)所接觸的場(chǎng)所，使傳熱、，使傳熱、傳質(zhì)兩種傳遞過(guò)程能夠迅

2、速有效地進(jìn)行；傳質(zhì)兩種傳遞過(guò)程能夠迅速有效地進(jìn)行； v使接觸后的汽液兩相使接觸后的汽液兩相及時(shí)分開，互不夾帶及時(shí)分開，互不夾帶氣液傳質(zhì)設(shè)備課件4二、塔設(shè)備的分類二、塔設(shè)備的分類填料塔填料塔微分接觸微分接觸連續(xù)逆流連續(xù)逆流板式塔板式塔逐級(jí)接觸逐級(jí)接觸交叉流交叉流氣液傳質(zhì)設(shè)備課件5三、評(píng)價(jià)塔設(shè)備的基本性能指標(biāo)三、評(píng)價(jià)塔設(shè)備的基本性能指標(biāo)1.1.生產(chǎn)能力：?jiǎn)挝凰孛鎲挝粫r(shí)間的處理量生產(chǎn)能力：?jiǎn)挝凰孛鎲挝粫r(shí)間的處理量2.2.分離效率：分離效率： 板式塔：每層塔板的分離程度板式塔：每層塔板的分離程度 填料塔：?jiǎn)挝桓叨忍盍蠈铀苓_(dá)到的分離程度填料塔：?jiǎn)挝桓叨忍盍蠈铀苓_(dá)到的分離程度3.3.操作彈性：操作

3、彈性：塔的最大處理量與最小處理量之比塔的最大處理量與最小處理量之比4.4.流動(dòng)阻力：主要指氣相阻力流動(dòng)阻力：主要指氣相阻力氣液傳質(zhì)設(shè)備課件6四、本章要解決的主要問(wèn)題四、本章要解決的主要問(wèn)題v 塔設(shè)備中流體的塔設(shè)備中流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)傳質(zhì)過(guò)程的影響流動(dòng)狀態(tài)對(duì)傳質(zhì)過(guò)程的影響; ;v 塔的直徑、高度等尺寸塔的直徑、高度等尺寸; ;v 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)及填料的選擇塔板結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)及填料的選擇氣液傳質(zhì)設(shè)備課件712.2 12.2 板式塔板式塔 Plate (tray) towerPlate (tray) tower 12.2.1 12.2.1 塔板的結(jié)構(gòu)及類型塔板的結(jié)構(gòu)及類型12.2.2 12.2.2

4、 塔板的塔板的工作情況工作情況12.2.3 12.2.3 塔板的初步設(shè)計(jì)塔板的初步設(shè)計(jì)12.2.4 12.2.4 塔板的塔板的水力計(jì)算水力計(jì)算12.2.5 12.2.5 其它塔板簡(jiǎn)介及塔板的評(píng)價(jià)其它塔板簡(jiǎn)介及塔板的評(píng)價(jià)氣液傳質(zhì)設(shè)備課件8 概概 述述一、板式塔內(nèi)的一、板式塔內(nèi)的汽、液兩相的流動(dòng)汽、液兩相的流動(dòng)方式方式 液相：塔頂液相：塔頂塔底，自身重力塔底，自身重力 氣相：塔底氣相：塔底塔頂，克服液相阻力塔頂，克服液相阻力 壓力：塔底壓力：塔底 塔頂塔頂二、對(duì)塔板的要求二、對(duì)塔板的要求 氣液兩相接觸充分氣液兩相接觸充分 氣液兩相分離完全氣液兩相分離完全氣液傳質(zhì)設(shè)備課件912.2.1 12.2.1

5、 塔板的結(jié)構(gòu)及類型塔板的結(jié)構(gòu)及類型一、塔板類型一、塔板類型無(wú)溢流塔板（穿流型塔板）無(wú)溢流塔板（穿流型塔板）: :氣液相有氣液相有共同的通道共同的通道，氣液，氣液兩相逆流兩相逆流，傳質(zhì)推動(dòng)力最大，但由于這種塔板不傳質(zhì)推動(dòng)力最大，但由于這種塔板不穩(wěn)定，目前在現(xiàn)場(chǎng)很少使用。穩(wěn)定，目前在現(xiàn)場(chǎng)很少使用。有溢流塔板（溢流型塔板）：有溢流塔板（溢流型塔板）：氣液相有氣液相有各自的通道各自的通道，相對(duì)比較穩(wěn)定，相對(duì)比較穩(wěn)定，便于操作，技術(shù)上也比較成熟，目前便于操作，技術(shù)上也比較成熟，目前的塔設(shè)備多采用這種方式。的塔設(shè)備多采用這種方式。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件10二、溢流型塔板的主要型式二、溢流型塔板的主要型式泡罩塔板

6、泡罩塔板（ Bubble-cap Tray）出現(xiàn)于出現(xiàn)于1919世紀(jì)初，是最早具有溢流型塔板的板式塔。主要用世紀(jì)初，是最早具有溢流型塔板的板式塔。主要用于食品及醫(yī)藥生產(chǎn)中，于食品及醫(yī)藥生產(chǎn)中，2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代開始用于煉油工業(yè)。年代開始用于煉油工業(yè)。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件11氣相鼓泡元件：氣相鼓泡元件：泡罩（泡帽）泡罩（泡帽）優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，操作優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，操作穩(wěn)定，不易堵塞穩(wěn)定，不易堵塞缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力小、結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高、壓降大、復(fù)雜，造價(jià)高、壓降大、效率低效率低氣液傳質(zhì)設(shè)備課件12篩孔塔板（篩孔塔板（Sieve Tray）：）： 出現(xiàn)較早（出現(xiàn)較早（183

7、01830年），是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種板型；年），是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種板型； 氣相鼓泡元件：氣相鼓泡元件：篩孔篩孔優(yōu)點(diǎn)：處理能力大，壓降小，結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：處理能力大，壓降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；簡(jiǎn)單，造價(jià)低；缺點(diǎn)：操作彈性小，穩(wěn)定性較差。缺點(diǎn)：操作彈性小，穩(wěn)定性較差。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件13浮閥浮閥塔板：塔板：v 二十世紀(jì)五十年代問(wèn)世，為應(yīng)用最廣的一種塔板。二十世紀(jì)五十年代問(wèn)世，為應(yīng)用最廣的一種塔板。v 結(jié)構(gòu)：塔板上按一定的排列開若干孔，孔的上方安置結(jié)構(gòu)：塔板上按一定的排列開若干孔，孔的上方安置可可上下浮動(dòng)的閥片上下浮動(dòng)的閥片。閥片可隨上升氣量的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟。閥片可隨上升氣量的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟度。在低

8、氣量時(shí)，開度小；氣量大時(shí)，閥片自動(dòng)上升，開度度。在低氣量時(shí)，開度??；氣量大時(shí)，閥片自動(dòng)上升，開度增大。因此，氣量變化時(shí)，通過(guò)閥片周邊流道進(jìn)入液體層的增大。因此，氣量變化時(shí)，通過(guò)閥片周邊流道進(jìn)入液體層的氣速較穩(wěn)定，氣體水平進(jìn)入液層也強(qiáng)化了氣液接觸傳質(zhì)。氣速較穩(wěn)定，氣體水平進(jìn)入液層也強(qiáng)化了氣液接觸傳質(zhì)。 v 氣相鼓泡元件：氣相鼓泡元件：浮閥浮閥v 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力和操作彈性大，板效率高。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力和操作彈性大，板效率高。綜合性能較優(yōu)異。綜合性能較優(yōu)異。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件14F1型浮閥：型浮閥：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件15十字架型浮閥十字架型浮閥(T(T型盤型浮閥型盤型浮閥) )氣液傳質(zhì)

9、設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件19三、三、溢流型塔板的結(jié)構(gòu)溢流型塔板的結(jié)構(gòu)塔板的分區(qū)塔板的分區(qū)鼓泡區(qū)：鼓泡區(qū)：氣體通道氣體通道，氣液兩相傳熱、傳質(zhì)，氣液兩相傳熱、傳質(zhì)降液區(qū)：降液區(qū)：液體通道液體通道，小氣泡聚合成大氣泡再返回，小氣泡聚合成大氣泡再返回受液區(qū)：接受降液管的液體受液區(qū)：接受降液管的液體安定區(qū)：緩沖液體，減少降液管氣泡夾帶量安定區(qū)：緩沖液體，減少降液管氣泡夾帶量邊緣區(qū)：支撐塔板及塔板上液體邊緣區(qū)：支撐塔板及塔板上液體氣液傳質(zhì)設(shè)備課件20主要構(gòu)件主要構(gòu)件鼓泡元件：形成氣液兩相傳熱傳質(zhì)的主要構(gòu)件鼓泡元件：形成氣液兩相傳熱傳質(zhì)的主要構(gòu)件氣體通道：氣體通道：液體通道

10、：液體通道：降液管降液管溢流堰溢流堰受液盤受液盤降液管降液管溢流堰溢流堰受液盤受液盤氣液傳質(zhì)設(shè)備課件21v 作用：讓液體在其中停留一段時(shí)間，使液體所夾帶的作用：讓液體在其中停留一段時(shí)間，使液體所夾帶的氣泡氣泡有充分的時(shí)間得以從液體中有充分的時(shí)間得以從液體中溢出溢出。v 型式：弓形、圓形、矩形型式：弓形、圓形、矩形圓形圓形弓形弓形矩形矩形降液管：降液管：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件22v 作用：接受由降液管下來(lái)的液體，作用：接受由降液管下來(lái)的液體，緩沖緩沖液體流下時(shí)液體流下時(shí)的沖擊作用，穩(wěn)定塔上液體的流動(dòng)狀態(tài)，確保傳質(zhì)的沖擊作用，穩(wěn)定塔上液體的流動(dòng)狀態(tài)，確保傳質(zhì)過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。v 型式：平形

11、、凹形型式：平形、凹形平形平形凹形凹形受液盤：受液盤：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件23v 作用：維持塔板上有一定的作用：維持塔板上有一定的液面高度液面高度，以確保傳質(zhì)過(guò)程，以確保傳質(zhì)過(guò)程的順利進(jìn)行，再者將降液管出口封在液面以下，的順利進(jìn)行，再者將降液管出口封在液面以下，以免氣以免氣體短路體短路從降液管中上升，影響傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行。從降液管中上升，影響傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行。v 型式：平形、齒形型式：平形、齒形平形平形齒形齒形溢流堰（出口堰）：溢流堰（出口堰）：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件2412.2.2 12.2.2 塔板的工作情況塔板的工作情況一、塔板上氣液兩相的流動(dòng)狀態(tài)一、塔板上氣液兩相的流動(dòng)狀態(tài) 溢流型式：溢流型式：?jiǎn)我?/p>

12、流單溢流（直徑流）（直徑流）D2mU型溢流型溢流（回轉(zhuǎn)流）（回轉(zhuǎn)流）液相量非常液相量非常小的塔小的塔 階梯溢流階梯溢流塔徑非常大，液相流塔徑非常大，液相流量非常大的塔量非常大的塔氣液傳質(zhì)設(shè)備課件塔板上氣液兩相的接觸塔板上氣液兩相的接觸：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件26液面落差液面落差氣泡夾帶氣泡夾帶霧沫夾帶霧沫夾帶塔板壓降塔板壓降氣體分布不均氣體分布不均漏液漏液氣液傳質(zhì)設(shè)備課件27二、塔板上的二、塔板上的不正常操作狀態(tài)不正常操作狀態(tài)氣泡夾帶氣泡夾帶： 在一定結(jié)構(gòu)的塔板上，在一定結(jié)構(gòu)的塔板上，液體流量過(guò)大液體流量過(guò)大，使降液，使降液管內(nèi)的液體的溢流速度過(guò)大，降液管中液體所夾帶管內(nèi)的液體的溢流速度過(guò)大，降液管

13、中液體所夾帶的氣體泡沫來(lái)不及從降液管中脫出而被帶到下一層的氣體泡沫來(lái)不及從降液管中脫出而被帶到下一層塔板上的現(xiàn)象稱為氣泡夾帶。塔板上的現(xiàn)象稱為氣泡夾帶。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件28霧沫夾帶：霧沫夾帶：v 當(dāng)當(dāng)氣速增大氣速增大，塔板處于泡沫解除狀態(tài)或噴射解，塔板處于泡沫解除狀態(tài)或噴射解除狀態(tài)時(shí)，由于氣泡的破裂或氣體動(dòng)能大于液體除狀態(tài)時(shí)，由于氣泡的破裂或氣體動(dòng)能大于液體的表面能，而把液體吹散成液滴，并拋到一定的的表面能，而把液體吹散成液滴，并拋到一定的高度，某些液滴被氣體帶到上一層塔板，這種現(xiàn)高度，某些液滴被氣體帶到上一層塔板，這種現(xiàn)象稱為霧沫夾帶。象稱為霧沫夾帶。v 危害：以上兩種不正?，F(xiàn)象都會(huì)使氣相或

14、液相危害：以上兩種不正?，F(xiàn)象都會(huì)使氣相或液相造成造成返混返混，使原已獲得的分離效果喪失，影響全，使原已獲得的分離效果喪失，影響全塔的分離效果。塔的分離效果。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件29v 當(dāng)當(dāng)氣體通過(guò)塔板的速率較小氣體通過(guò)塔板的速率較小時(shí)，上升的氣體通過(guò)塔板上開時(shí)，上升的氣體通過(guò)塔板上開孔的阻力和克服液體表面張力所形成的壓降較小，不足以孔的阻力和克服液體表面張力所形成的壓降較小，不足以抵消塔板上液層的重力，大量的液體會(huì)從塔板上的開孔處抵消塔板上液層的重力，大量的液體會(huì)從塔板上的開孔處往下漏，這種現(xiàn)象叫作漏液。往下漏，這種現(xiàn)象叫作漏液。v 兩種情況：整個(gè)截面的漏液，兩種情況：整個(gè)截面的漏液，整個(gè)截面的漏

15、液基本均勻整個(gè)截面的漏液基本均勻； 局部漏液，由于板上氣液相分布不均勻引起。局部漏液，由于板上氣液相分布不均勻引起。v 危害：嚴(yán)重的漏液會(huì)使塔板上建立不起液層，從而導(dǎo)致塔危害：嚴(yán)重的漏液會(huì)使塔板上建立不起液層，從而導(dǎo)致塔板效率降低，在設(shè)計(jì)和操作時(shí)應(yīng)該特別注意防止。板效率降低，在設(shè)計(jì)和操作時(shí)應(yīng)該特別注意防止。過(guò)量漏液過(guò)量漏液：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件30v 夾帶液泛：塔板上的夾帶液泛：塔板上的液體流量很大，上升的氣體的速度很液體流量很大，上升的氣體的速度很高高，液體被上升的氣體夾帶到上一層塔板上的量猛增，使，液體被上升的氣體夾帶到上一層塔板上的量猛增，使相鄰的兩塊塔板間充滿了汽、液混合物，最終使整個(gè)塔內(nèi)

16、相鄰的兩塊塔板間充滿了汽、液混合物，最終使整個(gè)塔內(nèi)空間全部被液體所占據(jù)，這種現(xiàn)象稱為夾帶液泛。空間全部被液體所占據(jù)，這種現(xiàn)象稱為夾帶液泛。v 溢流液泛：因溢流液泛：因降液管太小，降液管太小，液體的流動(dòng)阻力過(guò)大，或因其液體的流動(dòng)阻力過(guò)大，或因其他原因使他原因使降液管局部區(qū)域堵塞降液管局部區(qū)域堵塞而變窄，液體不能正常地通而變窄，液體不能正常地通過(guò)降液管向下流動(dòng)，使得液體在塔板上積累而充滿整個(gè)塔過(guò)降液管向下流動(dòng)，使得液體在塔板上積累而充滿整個(gè)塔內(nèi)空間，這種現(xiàn)象稱為溢流液泛。內(nèi)空間，這種現(xiàn)象稱為溢流液泛。v 危害：危害：使整個(gè)塔內(nèi)液體不能正常流下，液體的大量返混，使整個(gè)塔內(nèi)液體不能正常流下，液體的大量

17、返混，嚴(yán)重地影響了塔的正常操作；會(huì)使塔內(nèi)液體滯留量猛增，嚴(yán)重地影響了塔的正常操作；會(huì)使塔內(nèi)液體滯留量猛增，致使設(shè)備主體致使設(shè)備主體產(chǎn)生破壞性損壞產(chǎn)生破壞性損壞，是操作中應(yīng)該特別注意防，是操作中應(yīng)該特別注意防止且應(yīng)止且應(yīng)堅(jiān)決杜絕堅(jiān)決杜絕的。的。液泛液泛（淹塔）：（淹塔）：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件3112.2.3 12.2.3 塔板的初步設(shè)計(jì)塔板的初步設(shè)計(jì)一、溢流型式的選擇一、溢流型式的選擇v 溢流型式可根據(jù)塔徑和液相流量由經(jīng)驗(yàn)確定；溢流型式可根據(jù)塔徑和液相流量由經(jīng)驗(yàn)確定；v 在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)由于塔徑尚未決定，可先設(shè)一種溢流形式，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)由于塔徑尚未決定，可先設(shè)一種溢流形式，然后再進(jìn)行核算看是否合適然后再

18、進(jìn)行核算看是否合適塔徑塔徑/mm液相流量液相流量/m3h-1U流型流型單流型單流型雙流型雙流型階梯型階梯型100074514009702000119090160300011110110200200300氣液傳質(zhì)設(shè)備課件32雙流型雙流型多流型多流型氣液傳質(zhì)設(shè)備課件33二、板間距及塔高二、板間距及塔高v 板間距對(duì)塔的生產(chǎn)能力、操作彈性及板效率都有影響。板間距對(duì)塔的生產(chǎn)能力、操作彈性及板效率都有影響。v 板間距與塔徑相互關(guān)聯(lián)：板間距與塔徑相互關(guān)聯(lián)： HT 增加，霧沫分離高度增加，增加，霧沫分離高度增加， 可在較小塔徑下采用較大氣速；可在較小塔徑下采用較大氣速； HT 減小，則塔徑要相應(yīng)增加。減小，則

19、塔徑要相應(yīng)增加。v HT 由塔徑選取，有標(biāo)準(zhǔn)系列，常用的有由塔徑選取，有標(biāo)準(zhǔn)系列，常用的有300，350，450，500，600，800mm等，對(duì)易發(fā)泡物系，等，對(duì)易發(fā)泡物系，HT可選擇大一些，可選擇大一些，在有人孔的地方，在有人孔的地方，HT 600mm。板間距：板間距：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件34塔徑塔徑/mm板間距（板間距（HT）/mm6007003003504508001000350450500600120014003504505006008001600300045050060080032004200600800氣液傳質(zhì)設(shè)備課件35塔高的計(jì)算：塔高的計(jì)算：進(jìn)進(jìn)底底頂頂HHHHNHT2由板間距及

20、實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算：由板間距及實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算：?。喝。篐頂頂 = 0.91.2m H底底 = 1.53.0m H進(jìn)進(jìn) = 0.751.0m有人孔的地方，有人孔的地方，HT 600mm氣液傳質(zhì)設(shè)備課件36三、塔徑三、塔徑由塔內(nèi)氣相流量由塔內(nèi)氣相流量VS 及空塔氣速及空塔氣速u 來(lái)計(jì)算：來(lái)計(jì)算：v 式中，式中，VS由工藝計(jì)算求得，空塔氣速由工藝計(jì)算求得，空塔氣速u由經(jīng)驗(yàn)方法求由經(jīng)驗(yàn)方法求 得得;v 計(jì)算出的塔徑應(yīng)進(jìn)行計(jì)算出的塔徑應(yīng)進(jìn)行圓整圓整，D 1m時(shí)，按時(shí)，按200mm圓整圓整;v 塔的精餾段、提餾段塔徑可以不同。塔的精餾段、提餾段塔徑可以不同。uVDs4氣液傳質(zhì)設(shè)備課件37四、塔板的板面布置四、

21、塔板的板面布置 塔徑小于塔徑小于800mm時(shí)，塔板可整塊制作；時(shí)，塔板可整塊制作； 塔徑大于塔徑大于900mm時(shí)，一般分塊制造安裝。時(shí)，一般分塊制造安裝。弓形板弓形板弓形板弓形板通道板通道板矩形板矩形板降液管降液管受液盤受液盤分塊塔板通常由三種形式分塊塔板通常由三種形式的塔板組成：的塔板組成：弓形板弓形板：兩塊：兩塊矩形板矩形板：一塊或多塊：一塊或多塊通道板通道板：一塊：一塊氣液傳質(zhì)設(shè)備課件38分塊式塔板示意圖分塊式塔板示意圖支撐圈支撐圈懸邊自身梁懸邊自身梁氣液傳質(zhì)設(shè)備課件39五、溢流裝置的設(shè)計(jì)五、溢流裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)塔內(nèi)液體流量及降液管中流體流速選擇型式及大小。根據(jù)塔內(nèi)液體流量及降液管中流體流

22、速選擇型式及大小。單溢流：?jiǎn)我缌鳎簂W/D = 0.60.8雙溢流：雙溢流：lW/D = 0.50.7 hb，液封不好；，液封不好； hb，阻力大，一般，阻力大，一般 25mm液柱液柱; 平形受液盤：小塔平形受液盤：小塔hb 2025mm 大塔大塔hb 40mm； 凹形受液盤：底隙高度凹形受液盤：底隙高度hb 等于盤深等于盤深降液管：降液管：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件40 堰長(zhǎng)堰長(zhǎng)lw ：弓形降液管的弦長(zhǎng)，由液體負(fù)荷和流動(dòng)：弓形降液管的弦長(zhǎng)，由液體負(fù)荷和流動(dòng)形式?jīng)Q定形式?jīng)Q定 一般，單溢流一般，單溢流 lw=(0.60.8)D 雙溢流雙溢流 lw=(0.50.7)D 堰高堰高h(yuǎn)w ：先求堰上液層高度：先求

23、堰上液層高度how，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選?。哼x取： 0.1-howhw0.05-how溢流堰：溢流堰：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件41受液盤：受液盤： 直徑直徑800mm以上的塔有時(shí)以上的塔有時(shí)可用凹型受液盤，深度一般可用凹型受液盤，深度一般為為50mm。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件42六、浮閥的數(shù)目與排列六、浮閥的數(shù)目與排列浮閥數(shù)目：浮閥數(shù)目：設(shè)計(jì)時(shí)首先選擇合適的閥孔動(dòng)能因數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)首先選擇合適的閥孔動(dòng)能因數(shù)F0 ，然后根據(jù)閥孔動(dòng)，然后根據(jù)閥孔動(dòng)能因數(shù)的計(jì)算公式求浮閥數(shù)目：能因數(shù)的計(jì)算公式求浮閥數(shù)目：vuF00在在912（浮閥全部打開）之間選擇一個(gè)（浮閥全部打開）之間選擇一個(gè)F0的數(shù)值，采用的數(shù)值，采用閥孔動(dòng)

24、能因數(shù)來(lái)計(jì)算閥孔速度閥孔動(dòng)能因數(shù)來(lái)計(jì)算閥孔速度uo：02002044udVNNudVSS氣液傳質(zhì)設(shè)備課件43 浮閥在塔板上常按三角形排列，可順排或叉排；浮閥在塔板上常按三角形排列，可順排或叉排； 等腰三角形叉排等腰三角形叉排可使相鄰的浮閥容易吹開，鼓泡更均勻；可使相鄰的浮閥容易吹開，鼓泡更均勻； 通常將同一橫排的閥孔中心距定為通常將同一橫排的閥孔中心距定為75mm，而相鄰兩排間的距，而相鄰兩排間的距離可取離可取 65、80、100 mm 等幾種規(guī)格。等幾種規(guī)格。浮閥的排列：浮閥的排列：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件44塔板上閥孔總面積與塔截面積之比：塔板上閥孔總面積與塔截面積之比：閥孔氣速空塔氣速開孔率%D

25、NdDNd10044220220通常，對(duì)常壓塔或減壓塔，開孔率為通常，對(duì)常壓塔或減壓塔，開孔率為1013，對(duì)加壓塔，開孔率小于對(duì)加壓塔，開孔率小于10，常用的為，常用的為69。開孔率：開孔率：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件45氣液傳質(zhì)設(shè)備課件4612.2.4 12.2.4 塔板的水力學(xué)計(jì)算塔板的水力學(xué)計(jì)算一、一、塔板壓降塔板壓降計(jì)算公式：計(jì)算公式：hhhhlCP其中：其中：hp塔板壓降，塔板壓降，m液柱；液柱； hC 干板壓降，干板壓降，m液柱；液柱； hl 氣體通過(guò)板上液層壓降，氣體通過(guò)板上液層壓降，m液柱；液柱； h 氣體克服液體表面張力產(chǎn)生壓降，氣體克服液體表面張力產(chǎn)生壓降，m液柱液柱氣液傳質(zhì)設(shè)備課件

26、47v 氣體通過(guò)閥孔及閥件的阻力所產(chǎn)生的壓降，隨氣速提高氣體通過(guò)閥孔及閥件的阻力所產(chǎn)生的壓降，隨氣速提高而增加。對(duì)不同的塔板有不同的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。而增加。對(duì)不同的塔板有不同的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。v 對(duì)對(duì)F1型重閥（型重閥（33g）：）：閥全開前：閥全開前：閥全開后：閥全開后：（m液柱）液柱） （m液柱）液柱）Lcuh175. 009 .19guhLVc234. 520干板壓降干板壓降hC ：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件48v 為判斷浮閥是否全開，引入動(dòng)能因數(shù)的概念：為判斷浮閥是否全開，引入動(dòng)能因數(shù)的概念：VuF動(dòng)能因數(shù)動(dòng)能因數(shù)F ：動(dòng)能因數(shù)是動(dòng)能因數(shù)是衡量氣體流動(dòng)時(shí)動(dòng)壓大小衡量氣體流動(dòng)時(shí)動(dòng)壓大小的指標(biāo)。的指標(biāo)。

27、v 閥孔動(dòng)能因數(shù)閥孔動(dòng)能因數(shù)F0 的計(jì)算公式：的計(jì)算公式：VuF00對(duì)對(duì)F1型重閥，型重閥，F(xiàn)0 = 912時(shí)閥全開。時(shí)閥全開。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件49氣體通過(guò)板上液層壓降氣體通過(guò)板上液層壓降hl：對(duì)對(duì)F1型重閥：型重閥：32336001035. 24 . 0wswllLhh式中：式中：Ls 液體體積流量，液體體積流量，m3/h； hw 溢流堰高，溢流堰高，m； lw 溢流堰長(zhǎng)，溢流堰長(zhǎng)，m氣液傳質(zhì)設(shè)備課件50克服液體表面張力產(chǎn)生壓降克服液體表面張力產(chǎn)生壓降h:ghhLol2計(jì)算公式：計(jì)算公式：式中：式中：l 液體表面張力，液體表面張力，N/m； ho 閥的最大開度，閥的最大開度，m； L 液體密

28、度，液體密度，kg/m3v 塔板壓降的正常范圍：塔板壓降的正常范圍：常壓塔：常壓塔：36mmHg； 減壓塔：減壓塔：13mmHg氣液傳質(zhì)設(shè)備課件51二、堰上清液層高度二、堰上清液層高度how3200284.0whowlLkh式中：式中：k 液流收縮系數(shù)，液流收縮系數(shù)，P625.Figure12-25， 對(duì)通常物系：對(duì)通常物系：k =1 Lh液體體積流量，液體體積流量， m3/h平口堰計(jì)算公式：平口堰計(jì)算公式：一般要求一般要求： how6mm氣液傳質(zhì)設(shè)備課件52 若求出的若求出的how6mm，為保證堰上液體的穩(wěn)定流動(dòng)，可采，為保證堰上液體的穩(wěn)定流動(dòng)，可采用用齒形堰齒形堰，齒深，齒深ha一般在一般

29、在15mm以下。以下。當(dāng)當(dāng)howha時(shí)：時(shí)：5221035. 4wahowlhLh當(dāng)當(dāng)howha時(shí)：時(shí)：25252650aowowawhhhhhlL試差！試差！氣液傳質(zhì)設(shè)備課件53三、漏液三、漏液 對(duì)浮閥塔板和篩板，少量泄漏不可避免；對(duì)浮閥塔板和篩板，少量泄漏不可避免； 過(guò)量泄漏會(huì)導(dǎo)致塔板效率降低；過(guò)量泄漏會(huì)導(dǎo)致塔板效率降低； 要求：正常操作時(shí)，泄漏量要求：正常操作時(shí)，泄漏量不大于塔板上液體流量的不大于塔板上液體流量的10%； 判據(jù)：閥孔動(dòng)能因數(shù)判據(jù)：閥孔動(dòng)能因數(shù)F0 ：對(duì)：對(duì)F1型重閥，型重閥，F(xiàn)056時(shí)泄漏量時(shí)泄漏量已接近已接近10，因此，因此要求要求F056。浮閥單元工作情況浮閥單元工作

30、情況閥孔動(dòng)能因數(shù)閥孔動(dòng)能因數(shù)F F0 0發(fā)生大量泄漏發(fā)生大量泄漏浮閥剛剛?cè)_浮閥剛剛?cè)_正常操作正常操作上限上限 5 56 6 9 91212 8 81717 18 182020氣液傳質(zhì)設(shè)備課件54四、降液管內(nèi)液面高度四、降液管內(nèi)液面高度Hd 為防止發(fā)生液泛，對(duì)降液管內(nèi)液面為防止發(fā)生液泛，對(duì)降液管內(nèi)液面高度有一定的要求；高度有一定的要求； Hd 和塔板壓力降、板上液層高度及和塔板壓力降、板上液層高度及各項(xiàng)阻力有關(guān)各項(xiàng)阻力有關(guān)由降液管液面與塔板上液流方向上由降液管液面與塔板上液流方向上的截面，忽略液體通過(guò)降液管本身的截面，忽略液體通過(guò)降液管本身的阻力和動(dòng)能差，列機(jī)械能衡算方的阻力和動(dòng)能差，列機(jī)械

31、能衡算方程，分析可得：程，分析可得：fLowwLdhgphhgpH12)(氣液傳質(zhì)設(shè)備課件55()dwowfLpHhhhg其中：其中：swSsssfhlLwww.hm，流速液體通過(guò)降液管下口的液柱21530不設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：不設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：220sfw.h 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件56篩板塔：篩板塔：LFLFBhZLhB.32100010002502150式中：式中：B 平均液流寬度，平均液流寬度，B=0.5(D+lw)，m； hF 塔板上的泡沫層高度，可取塔板上的泡沫層高度，可取hF=2.5(hw+how)； L 液體粘度，液體粘度，mPas； L 液體的體積流率，液體的體積流率，

32、m3/h ； Z 進(jìn)出口堰間的距離，進(jìn)出口堰間的距離，m 防止淹塔的限制條件：防止淹塔的限制條件：wTdhH.H6040氣液傳質(zhì)設(shè)備課件57五、液體在降液管中的停留時(shí)間五、液體在降液管中的停留時(shí)間 為使氣泡分離完全，對(duì)液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間有一定為使氣泡分離完全，對(duì)液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間有一定的要求；的要求； 計(jì)算公式：計(jì)算公式：SddLAH 式中：式中：Ad 降液管面積，降液管面積，m2 Hd 板間距，板間距，m LS 液體流量，液體流量，m3/s 要求：要求：35s氣液傳質(zhì)設(shè)備課件58六、霧沫夾帶六、霧沫夾帶%e10100氣氣體體量量夾夾帶帶的的液液體體量量霧沫夾帶量霧沫夾帶量e：浮閥

33、塔板：浮閥塔板：4250295032108027210520.VVL.VBnTL.mmAH.h.Ae篩板：篩板：LTTTh.HHH.e521273220氣液傳質(zhì)設(shè)備課件59泛點(diǎn)率（泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)）泛點(diǎn)率（泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)）F1 ：發(fā)生液泛時(shí)空塔氣速發(fā)生液泛時(shí)空塔氣速正常操作時(shí)空塔氣速正常操作時(shí)空塔氣速1F通常：通常：大塔：大塔：F1 8082； 減壓塔：減壓塔：F1 7577； D0.9m的塔：的塔：F1 6575計(jì)算公式：計(jì)算公式：FbLSVKCAZLCF1361001TFVAKCCF78. 01001由二式計(jì)算后取大的由二式計(jì)算后取大的VLVSVVC氣液傳質(zhì)設(shè)備課件60式中：式中：CV 氣相負(fù)荷系數(shù)

34、，氣相負(fù)荷系數(shù)，m3/s； VS，LS 氣相及液相負(fù)荷，氣相及液相負(fù)荷，m3/s； ZL 板上液體流徑長(zhǎng)度，板上液體流徑長(zhǎng)度，m ； 單溢流塔板：?jiǎn)我缌魉澹篫LD-2Wd； D 塔徑，塔徑， Wd 弓形降液管寬度，弓形降液管寬度，m Ab 板上液流面積，板上液流面積，m2 ； 單溢流塔板：?jiǎn)我缌魉澹篈bAT-2Af AT 塔截面積，塔截面積，Af 弓形降液管截面積，弓形降液管截面積，m2 CF 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，由V 及及HT 查圖得到；查圖得到； K 物性系數(shù)，查表得到。物性系數(shù)，查表得到。 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件61七、液泛七、液泛泛點(diǎn)氣速泛點(diǎn)氣速最大允許氣速：最大允許氣速：VV

35、LCumax式中：式中：C 負(fù)荷系數(shù)，由史負(fù)荷系數(shù)，由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得。密斯關(guān)聯(lián)圖查得。查得查得C 值按物系表面張力進(jìn)行校核：值按物系表面張力進(jìn)行校核：2 . 02002. 0CC氣液傳質(zhì)設(shè)備課件62八、塔板的適宜工作區(qū)和負(fù)荷性能圖八、塔板的適宜工作區(qū)和負(fù)荷性能圖 應(yīng)避免的應(yīng)避免的不正常的水力現(xiàn)象不正常的水力現(xiàn)象： 過(guò)量的霧沫夾帶；過(guò)量的霧沫夾帶； 淹塔（液泛）；淹塔（液泛）； 過(guò)量的泄漏；過(guò)量的泄漏； 降液管中液體的停留時(shí)間不夠或線速過(guò)高；降液管中液體的停留時(shí)間不夠或線速過(guò)高； 液體負(fù)荷過(guò)小，液體分布不均液體負(fù)荷過(guò)小，液體分布不均 適宜工作區(qū)適宜工作區(qū)：塔的實(shí)際操作中，為確定塔板對(duì)氣液負(fù)荷變

36、：塔的實(shí)際操作中，為確定塔板對(duì)氣液負(fù)荷變化的適應(yīng)性，即塔板的操作彈性，而作出的塔板正常工作化的適應(yīng)性，即塔板的操作彈性，而作出的塔板正常工作的范圍圖的范圍圖適宜工作區(qū)圖適宜工作區(qū)圖氣液傳質(zhì)設(shè)備課件63負(fù)荷性能圖負(fù)荷性能圖： 過(guò)量霧沫夾帶線過(guò)量霧沫夾帶線 （氣相負(fù)荷上限線）；（氣相負(fù)荷上限線）； 漏液線漏液線 （氣相負(fù)荷下限線）；（氣相負(fù)荷下限線）； 液相負(fù)荷下限線；液相負(fù)荷下限線； 降液管超負(fù)荷線降液管超負(fù)荷線 （液相負(fù)荷上限線）；（液相負(fù)荷上限線）； 液泛線液泛線氣液傳質(zhì)設(shè)備課件64負(fù)荷性能圖的繪制負(fù)荷性能圖的繪制 過(guò)量霧沫夾帶線過(guò)量霧沫夾帶線 （氣相負(fù)荷上限線）：（氣相負(fù)荷上限線）： 表示

37、霧沫夾帶量表示霧沫夾帶量eV = 0.1kg(液液)/kg(氣氣)時(shí)的時(shí)的VsLs關(guān)系；關(guān)系； 繪制過(guò)程：繪制過(guò)程：FbLSVLVSFbLSVVKCAZLVKCAZLCF%F)kg()(kg.e136100136100821011氣液氣液傳質(zhì)設(shè)備課件65 表示不發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象的最低氣相負(fù)荷；表示不發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象的最低氣相負(fù)荷； 繪制過(guò)程：對(duì)繪制過(guò)程：對(duì)F1型重閥，閥孔動(dòng)能因數(shù)型重閥，閥孔動(dòng)能因數(shù)F0 =56時(shí)，泄漏量接近時(shí)，泄漏量接近10：VVVNdVNudVuuFoSoS54455202000 漏液線：漏液線：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件66 液相負(fù)荷下限線液相負(fù)荷下限線: :v 能夠保證塔板上液體

38、均勻分布的最低液體流量能夠保證塔板上液體均勻分布的最低液體流量;v 繪制過(guò)程：繪制過(guò)程： 采用平型堰時(shí)，取堰上液頭高度采用平型堰時(shí)，取堰上液頭高度how0.006m為限為限制條件制條件:3236001000842wSowlLE.h氣液傳質(zhì)設(shè)備課件67 降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線、降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線、 降液管中液體停留時(shí)間不足線）：降液管中液體停留時(shí)間不足線）：v 保證液體在降液管中有充分的停留時(shí)間，使被液保證液體在降液管中有充分的停留時(shí)間，使被液體夾帶進(jìn)入降液管中的氣泡能大部分被釋放出來(lái)；體夾帶進(jìn)入降液管中的氣泡能大部分被釋放出來(lái)；v 繪制過(guò)程：取降液管內(nèi)液體停留時(shí)間繪制過(guò)程：

39、取降液管內(nèi)液體停留時(shí)間=3s（按降（按降液管中清液計(jì)算）：液管中清液計(jì)算）：33ddSSddHALLHA氣液傳質(zhì)設(shè)備課件68 淹塔（液泛）線：淹塔（液泛）線：v 表示降液管內(nèi)泡沫液層的高度超過(guò)最大允許值時(shí)表示降液管內(nèi)泡沫液層的高度超過(guò)最大允許值時(shí)的的VSLS關(guān)系；關(guān)系；v 繪制過(guò)程：根據(jù)對(duì)繪制過(guò)程：根據(jù)對(duì)降液管中液面高的限制條件降液管中液面高的限制條件求求得：得：wTdhHH6 . 04 . 0()dwowfLpHhhhg氣液傳質(zhì)設(shè)備課件69 負(fù)荷性能圖的用途負(fù)荷性能圖的用途確定塔板的適宜工作區(qū)：確定塔板的適宜工作區(qū)：五條線包圍的區(qū)域?yàn)檫m宜五條線包圍的區(qū)域?yàn)檫m宜工作區(qū)。工作區(qū)。圖中圖中P為為操

40、作點(diǎn)操作點(diǎn)。P與原點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的連線OP為為操作線操作線。P位于位于適宜工作區(qū)的中間區(qū)域時(shí)最適宜工作區(qū)的中間區(qū)域時(shí)最為合適，如接近某條邊界線，為合適，如接近某條邊界線，則當(dāng)氣、液相量波動(dòng)時(shí)容易則當(dāng)氣、液相量波動(dòng)時(shí)容易發(fā)生不正常的操作現(xiàn)象。發(fā)生不正常的操作現(xiàn)象。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件70確定塔板的操作彈性：確定塔板的操作彈性：操作彈性操作彈性K 為可操作氣相量的上下限之比，即：為可操作氣相量的上下限之比，即： KVSM/VSN通常，浮閥塔：通常，浮閥塔：K =34。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件71確定塔板的控制因素：確定塔板的控制因素：v 即塔最容易發(fā)生那些不正常的操作狀況。即塔最容易發(fā)生那些不正常的操作狀況。

41、與操作線相與操作線相交的兩條邊界線交的兩條邊界線即為塔板的控制因素；即為塔板的控制因素；v 如圖，最容易發(fā)生的為過(guò)量漏液和液泛。如圖，最容易發(fā)生的為過(guò)量漏液和液泛。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件7212.2.5 12.2.5 其它塔板簡(jiǎn)介及塔板的評(píng)價(jià)其它塔板簡(jiǎn)介及塔板的評(píng)價(jià)一、幾種塔板簡(jiǎn)介一、幾種塔板簡(jiǎn)介HTV(Half Tube Valve)船型浮閥：船型浮閥：可用于常壓和帶壓可用于常壓和帶壓條件下的各種蒸餾、條件下的各種蒸餾、吸收等塔中吸收等塔中氣液傳質(zhì)設(shè)備課件73舌型舌型塔板：塔板：20ao50R25氣相優(yōu)點(diǎn)：塔板壓降較?。粌?yōu)點(diǎn)：塔板壓降較??； 較高的生產(chǎn)能力。較高的生產(chǎn)能力。缺點(diǎn)：塔板漏液嚴(yán)重；缺點(diǎn)

42、：塔板漏液嚴(yán)重； 操作彈性??；操作彈性??； 液體在板上的停留液體在板上的停留時(shí)間太短、液層太薄，板時(shí)間太短、液層太薄，板效率低。效率低。 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件74v 浮舌型塔板是綜合浮閥和固定舌型塔板的長(zhǎng)處（舌型塔板浮舌型塔板是綜合浮閥和固定舌型塔板的長(zhǎng)處（舌型塔板的并流噴射和浮閥塔板的氣體穿過(guò)塔板通道面積可變）而的并流噴射和浮閥塔板的氣體穿過(guò)塔板通道面積可變）而提出的又一種噴射型塔板。提出的又一種噴射型塔板。v 特點(diǎn)：生產(chǎn)能力大、壓降??；特點(diǎn)：生產(chǎn)能力大、壓降小； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件易損壞。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件易損壞。浮舌塔板浮舌塔板：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件75JCV浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板（雙流噴射

43、浮閥塔板 Jet Co-flow Valve Tray）結(jié)構(gòu)：閥籠與塔板固定，閥片在閥籠內(nèi)上下浮動(dòng)。結(jié)構(gòu)：閥籠與塔板固定，閥片在閥籠內(nèi)上下浮動(dòng)。將單一鼓泡傳質(zhì)，變?yōu)殡p流傳質(zhì)，一部分為鼓泡、另一部分將單一鼓泡傳質(zhì)，變?yōu)殡p流傳質(zhì)，一部分為鼓泡、另一部分為噴射湍動(dòng)傳質(zhì)，使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。為噴射湍動(dòng)傳質(zhì)，使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。特點(diǎn)：閥片開啟靈活、高效、高通量、壽命長(zhǎng)、耐堵塞。特點(diǎn)：閥片開啟靈活、高效、高通量、壽命長(zhǎng)、耐堵塞。JCV浮閥浮閥 （改進(jìn)型雙流噴射浮閥）（改進(jìn)型雙流噴射浮閥）普通型普通型JCV浮閥浮閥與塔板固定方法與塔板固定方法氣液傳質(zhì)設(shè)備課件76低負(fù)荷下閥片工

44、作狀態(tài)低負(fù)荷下閥片工作狀態(tài)JCV浮閥塔板效率曲線浮閥塔板效率曲線中負(fù)荷下閥片工作狀態(tài)中負(fù)荷下閥片工作狀態(tài)高負(fù)荷下閥片工作狀態(tài)高負(fù)荷下閥片工作狀態(tài)JCV浮閥閥片浮閥閥片氣液傳質(zhì)設(shè)備課件77 2400 JCV浮閥塔板浮閥塔板 1800 JCV浮閥塔板浮閥塔板氣液傳質(zhì)設(shè)備課件78JCPT塔板（并流噴射填料塔板）塔板（并流噴射填料塔板） Jet Co-flow Packing Tray塔板上的液體通過(guò)提液管與塔板之間的間隙被氣體提升，塔板上的液體通過(guò)提液管與塔板之間的間隙被氣體提升，氣液并流通過(guò)提液管，在提液管內(nèi)高速湍動(dòng)混合、傳質(zhì)，然氣液并流通過(guò)提液管，在提液管內(nèi)高速湍動(dòng)混合、傳質(zhì)，然后氣液并流進(jìn)入填

45、料中進(jìn)一步強(qiáng)化傳質(zhì)，并完成氣液分離。后氣液并流進(jìn)入填料中進(jìn)一步強(qiáng)化傳質(zhì)，并完成氣液分離。填料與塔板的復(fù)合體，靠填料傳質(zhì)，靠塔板實(shí)現(xiàn)多級(jí)并流。填料與塔板的復(fù)合體，靠填料傳質(zhì)，靠塔板實(shí)現(xiàn)多級(jí)并流。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件79不同結(jié)構(gòu)型式的不同結(jié)構(gòu)型式的JCPTJCPT塔板塔板氣液傳質(zhì)設(shè)備課件80垂直篩板（垂直篩板（Vertical Sieve Tray ） 在塔板上開按一定排列的在塔板上開按一定排列的若干大孔若干大孔( (直徑直徑100200mm) )，孔上設(shè)置側(cè)壁開有許多篩孔孔上設(shè)置側(cè)壁開有許多篩孔的泡罩，泡罩底邊留有間隙的泡罩，泡罩底邊留有間隙供液體進(jìn)入罩內(nèi)。供液體進(jìn)入罩內(nèi)。 與普通篩板相比，垂直篩板

46、為氣液兩相提供了很大的不斷與普通篩板相比，垂直篩板為氣液兩相提供了很大的不斷更新的相際接觸表面，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程；且氣液由水平方向更新的相際接觸表面，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程；且氣液由水平方向噴出，液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，噴出，液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，因此可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。因此可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件81二、塔板性能評(píng)價(jià)二、塔板性能評(píng)價(jià)1.1.處理能力：允許操作氣速的大小，即泛點(diǎn)氣速的大小處理能力：允許操作氣速的大小，即泛點(diǎn)氣速的大小2.2.塔板效率：較寬的氣速范圍內(nèi)保持高的效率塔板效率：較寬的氣速范圍內(nèi)保持高

47、的效率3.3.操作彈性：塔的最高和最低允許氣速的比值操作彈性：塔的最高和最低允許氣速的比值 理想的塔板能在較寬的氣速范圍內(nèi)保持正常操作理想的塔板能在較寬的氣速范圍內(nèi)保持正常操作4.4.塔板壓力降：主要指氣相阻力塔板壓力降：主要指氣相阻力 對(duì)減壓蒸餾和高真空精餾，該指標(biāo)尤為重要對(duì)減壓蒸餾和高真空精餾，該指標(biāo)尤為重要加工及檢修的難易程度及制造費(fèi)用加工及檢修的難易程度及制造費(fèi)用 物料是否有夾帶、結(jié)焦的可能和起泡的程度、對(duì)塔內(nèi)構(gòu)物料是否有夾帶、結(jié)焦的可能和起泡的程度、對(duì)塔內(nèi)構(gòu)件的腐蝕性強(qiáng)弱等件的腐蝕性強(qiáng)弱等氣液傳質(zhì)設(shè)備課件8212.3 12.3 填料塔（填料塔（Packed TowerPacked T

48、ower） 12.3.1 12.3.1 填料塔的結(jié)構(gòu)填料塔的結(jié)構(gòu)12.3.2 12.3.2 填料的種類及特性填料的種類及特性12.3.3 12.3.3 填料塔的設(shè)計(jì)填料塔的設(shè)計(jì)12.3.4 12.3.4 填料塔的流體力學(xué)特性填料塔的流體力學(xué)特性12.3.5 12.3.5 氣液傳質(zhì)設(shè)備的氣液傳質(zhì)設(shè)備的比較和選用比較和選用氣液傳質(zhì)設(shè)備課件8312.3.1 填料塔的結(jié)構(gòu)填料塔的結(jié)構(gòu)筒體筒體液體液體分布器分布器填料填料液體再液體再分布器分布器填料填料支撐板支撐板氣液傳質(zhì)設(shè)備課件8412.3.2 12.3.2 填料的種類及特性填料的種類及特性一、填料的作用和要求一、填料的作用和要求作用作用: :分散液體

49、，增大氣液相接觸面積分散液體，增大氣液相接觸面積比表面積比表面積大，空隙率大，空隙率大，不易破碎，大，不易破碎，耐腐蝕，耐高溫，易潤(rùn)濕，便宜。耐腐蝕，耐高溫，易潤(rùn)濕，便宜。要求要求:氣液傳質(zhì)設(shè)備課件85二、二、填料的特性填料的特性單位體積填料層的填料表面積稱為比表面積，單位體積填料層的填料表面積稱為比表面積，m2/m3；值大，有利于增大傳質(zhì)面積值大，有利于增大傳質(zhì)面積。1.比表面積比表面積:單位體積填料層的空隙體積稱為空隙率，單位體積填料層的空隙體積稱為空隙率，m3/m3；數(shù)值大，氣液通過(guò)能力大，流動(dòng)阻力小，壓強(qiáng)降低數(shù)值大，氣液通過(guò)能力大，流動(dòng)阻力小，壓強(qiáng)降低。2.空隙率空隙率 :氣液傳質(zhì)設(shè)備

50、課件86單位：?jiǎn)挝唬簃；表示填料阻力及液泛條件的重要參數(shù)之一；表示填料阻力及液泛條件的重要參數(shù)之一；分為干填料因子和濕填料因子；分為干填料因子和濕填料因子；數(shù)值小，表明流動(dòng)阻力小，液泛速度較高數(shù)值小，表明流動(dòng)阻力小，液泛速度較高。3.填料因子填料因子 (/3) :單位堆積體積內(nèi)的填料數(shù)目：?jiǎn)挝欢逊e體積內(nèi)的填料數(shù)目：由填料尺寸及堆積方式?jīng)Q定；由填料尺寸及堆積方式?jīng)Q定；尺寸尺寸填料數(shù)目填料數(shù)目填料的比表面積填料的比表面積，空隙率，空隙率，氣流阻力，氣流阻力；尺寸尺寸靠近塔壁處的空隙率靠近塔壁處的空隙率，氣體易走短路。，氣體易走短路。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件87三、三、填料的種類填料的種類常用的填料可分為常

51、用的填料可分為散裝填料散裝填料和和規(guī)整填料規(guī)整填料兩大類；兩大類；散裝填料在塔內(nèi)可亂堆，也可以整砌；散裝填料在塔內(nèi)可亂堆，也可以整砌；通常用金屬、碳鋼、陶瓷、合金鋼、塑料、玻璃、石墨制通常用金屬、碳鋼、陶瓷、合金鋼、塑料、玻璃、石墨制成。成。散裝填料有環(huán)形、弧鞍形、環(huán)鞍形、花環(huán)等散裝填料有環(huán)形、弧鞍形、環(huán)鞍形、花環(huán)等氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件90拉西環(huán)（拉西環(huán)（Raschig ring）：）： 最早使用的一種填料，高徑比相等最早使用的一種填料，高徑比相等的陶瓷和金屬等制成的空心圓環(huán)。的陶瓷和金屬等制成的空心圓環(huán)。 優(yōu)點(diǎn)：易于制造，價(jià)格低廉，研究?jī)?yōu)點(diǎn)：易于制造，價(jià)格低廉，研

52、究較為充分，應(yīng)用廣泛。較為充分，應(yīng)用廣泛。 缺點(diǎn)：高徑比大，堆積時(shí)填料間易缺點(diǎn)：高徑比大，堆積時(shí)填料間易形成線接觸，液體常存在嚴(yán)重的溝流形成線接觸，液體常存在嚴(yán)重的溝流和壁流現(xiàn)象。且填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率和壁流現(xiàn)象。且填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率較低，傳質(zhì)速率不高。較低，傳質(zhì)速率不高。 在拉西環(huán)基礎(chǔ)上衍生了在拉西環(huán)基礎(chǔ)上衍生了環(huán)、十字環(huán)等，其基本改進(jìn)是在環(huán)、十字環(huán)等，其基本改進(jìn)是在拉西環(huán)內(nèi)增加一結(jié)構(gòu)，以增大填料的比表面積。拉西環(huán)內(nèi)增加一結(jié)構(gòu)，以增大填料的比表面積。拉西環(huán)拉西環(huán)1914氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件92 在環(huán)的側(cè)壁上開一層或兩層長(zhǎng)方在環(huán)的側(cè)壁上開一層或兩層長(zhǎng)方形小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁形

53、小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的葉片。上下兩層而是形成向內(nèi)彎的葉片。上下兩層長(zhǎng)方形小孔位置交錯(cuò)。長(zhǎng)方形小孔位置交錯(cuò)。 應(yīng)用十分廣泛。應(yīng)用十分廣泛。 特點(diǎn)：與同尺寸的拉西環(huán)相比，側(cè)特點(diǎn)：與同尺寸的拉西環(huán)相比，側(cè)壁上的小孔可供氣液流通，使環(huán)的內(nèi)壁上的小孔可供氣液流通，使環(huán)的內(nèi)壁面得以充分利用；不僅具有較大的壁面得以充分利用；不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率較高，溝流現(xiàn)象大大降低。較高，溝流現(xiàn)象大大降低。鮑爾環(huán)鮑爾環(huán) 1948鮑爾環(huán)（鮑爾環(huán)（Pall ring）：）：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件93階梯環(huán)填料（階梯環(huán)填料（Stair ring）：）： 特

54、點(diǎn)：填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又特點(diǎn)：填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約有提高，其生產(chǎn)能力可提高約10%，壓降，壓降則可降低則可降低25%，由于填料間呈多點(diǎn)接觸，由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。 結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長(zhǎng)方形小孔，環(huán)內(nèi)有交錯(cuò)長(zhǎng)方形小孔，環(huán)內(nèi)有交錯(cuò) 45的十字形的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。成喇叭口形狀的翻邊。 階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性

55、能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件94弧鞍形填料弧鞍形填料(Berl saddle)： 一種表面全部展開的具有馬鞍形一種表面全部展開的具有馬鞍形狀的瓷質(zhì)型填料狀的瓷質(zhì)型填料 (馬鞍填料馬鞍填料)。在塔。在塔內(nèi)呈相互搭接狀態(tài)，形成弧形氣體內(nèi)呈相互搭接狀態(tài)，形成弧形氣體通道；通道； 優(yōu)點(diǎn)：空隙率高，氣體阻力小，優(yōu)點(diǎn)：空隙率高，氣體阻力小，液體分布性能較好，填料性能優(yōu)于液體分布性能較好，填料性能優(yōu)于拉西環(huán)。拉西環(huán)。 缺點(diǎn)：相鄰填料易相互套疊，使缺點(diǎn)：相鄰填料易相互套疊，使填料有效表面降低，從而影響傳質(zhì)填料有效表面降低，從而影響傳質(zhì)速率。

56、速率。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件95矩鞍形矩鞍形(Intalox saddle)填料：填料： 矩鞍填料的兩端為矩形，且填矩鞍填料的兩端為矩形，且填料兩面大小不等；料兩面大小不等； 克服了弧鞍填料相互重疊的缺克服了弧鞍填料相互重疊的缺點(diǎn)，填料的均勻性得到改善。液點(diǎn)，填料的均勻性得到改善。液體分布均勻，氣液傳質(zhì)速率得到體分布均勻，氣液傳質(zhì)速率得到提高；提高； 瓷矩鞍填料是瓷矩鞍填料是目前采用最多的目前采用最多的一種瓷質(zhì)填料一種瓷質(zhì)填料。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件96金屬英特洛克斯（金屬英特洛克斯（Intalox）填料：）填料：有環(huán)形與鞍形的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)能力大、壓降低、液體分有環(huán)形與鞍形的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)能力大、壓降低

57、、液體分布性能好、傳質(zhì)速率高及操作彈性大，在布性能好、傳質(zhì)速率高及操作彈性大，在減壓蒸餾減壓蒸餾中其優(yōu)中其優(yōu)勢(shì)更為顯著。勢(shì)更為顯著。氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件98 優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絲細(xì)密，空隙很高，優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絲細(xì)密，空隙很高，比表面積大。由于毛細(xì)管作用，比表面積大。由于毛細(xì)管作用，填料表面潤(rùn)濕性能很好。故網(wǎng)體填料表面潤(rùn)濕性能很好。故網(wǎng)體填料氣體阻力小，傳質(zhì)速率高。填料氣體阻力小，傳質(zhì)速率高。 缺點(diǎn)：造價(jià)很高，故多用于實(shí)缺點(diǎn)：造價(jià)很高，故多用于實(shí)驗(yàn)室中難分離物系的分離。驗(yàn)室中難分離物系的分離。 與實(shí)體填料對(duì)應(yīng)的另一類填料為網(wǎng)體填料。與實(shí)體填料對(duì)應(yīng)的另一類填料為網(wǎng)體填料。 有多種形式，如金屬絲網(wǎng)制成的

58、網(wǎng)環(huán)和鞍型網(wǎng)等。有多種形式，如金屬絲網(wǎng)制成的網(wǎng)環(huán)和鞍型網(wǎng)等。網(wǎng)體填料（網(wǎng)體填料（Wire gauze packings）氣液傳質(zhì)設(shè)備課件99 優(yōu)點(diǎn)：空隙大，生產(chǎn)能力大，壓降??；流道規(guī)則，只要優(yōu)點(diǎn)：空隙大，生產(chǎn)能力大，壓降??；流道規(guī)則，只要液體初始分布均勻，則在全塔中分布也均勻，幾乎無(wú)放大液體初始分布均勻，則在全塔中分布也均勻，幾乎無(wú)放大效應(yīng)，通常具有很高的傳質(zhì)效率。效應(yīng)，通常具有很高的傳質(zhì)效率。 缺點(diǎn)：造價(jià)較高，易堵塞難清洗，工業(yè)上一般用于較難缺點(diǎn)：造價(jià)較高，易堵塞難清洗，工業(yè)上一般用于較難分離或分離要求很高的情況。分離或分離要求很高的情況。 規(guī)整填料一般由波紋狀的金屬網(wǎng)或多孔板重疊而成。規(guī)整

59、填料一般由波紋狀的金屬網(wǎng)或多孔板重疊而成。 使用時(shí)根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)使用時(shí)根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)或分塊拼成圓筒形在塔內(nèi)砌裝?；蚍謮K拼成圓筒形在塔內(nèi)砌裝。規(guī)整填料：規(guī)整填料：氣液傳質(zhì)設(shè)備課件100木制格柵木制格柵Gempak填料填料柵板填料柵板填料規(guī)整填料規(guī)整填料 塑料絲網(wǎng)波紋填料塑料絲網(wǎng)波紋填料 氣液傳質(zhì)設(shè)備課件101Corrugated MetalPlates Packings 6400金屬板波紋金屬板波紋規(guī)整填料規(guī)整填料 300脈沖規(guī)整填料脈沖規(guī)整填料各種陶瓷規(guī)整填料各種陶瓷規(guī)整填料氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件氣液傳質(zhì)設(shè)備

60、課件氣液傳質(zhì)設(shè)備課件流動(dòng)參數(shù)流動(dòng)參數(shù)氣液傳質(zhì)設(shè)備課件10712.3.3 12.3.3 填料塔的設(shè)計(jì)填料塔的設(shè)計(jì)一、填料的選擇一、填料的選擇 填料種類的選擇考慮以下幾個(gè)方面：填料種類的選擇考慮以下幾個(gè)方面：（1)1)傳質(zhì)效率要高。一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率傳質(zhì)效率要高。一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料。高于散裝填料。（2)2)通量要大。在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，通量要大。在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。（3 3）填料層的壓降要低。）填料層的壓降要低。（4 4）填料抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便。）填