理塔板數(shù)求取

1、1七、理論塔板數(shù)的求取七、理論塔板數(shù)的求取理論塔板數(shù)的確定通常有兩種方法理論塔板數(shù)的確定通常有兩種方法: :逐板法、圖解法等逐板法、圖解法等提餾段操作線方程：提餾段操作線方程：wqflwxxwqflqflywnn11相平衡方程式：相平衡方程式：nnnxxy) 1(1 或或 nnnyyx) 1( 111rxxrrydnn精餾段操作線方程：精餾段操作線方程：2第二板：第二板：1112rxxrryd222) 1(yyx第三板：第三板：1123rxxrryd333) 1(yyx第一板：第一板：111) 1(yyxdxy 1第第m板為進(jìn)料板板為進(jìn)料板第第m+1m+1板：板：wqflwxxwqflqfly

2、wmm 1111) 1(mmmyyx 如此重復(fù)直至如此重復(fù)直至 x xmmx xf f為止，則精餾段的理論塔板數(shù)為為止，則精餾段的理論塔板數(shù)為m-1.m-1. 改在提餾段和相平衡線之間改在提餾段和相平衡線之間3 塔內(nèi)共有理論板塔內(nèi)共有理論板n n塊塊, ,第第n n板為再沸器，其中精餾段板為再沸器，其中精餾段m-1m-1塊塊, , 提提餾段餾段n-m+1n-m+1塊塊 ( (包括再沸器包括再沸器),),第第m m板為進(jìn)料板。板為進(jìn)料板?？偫碚摪鍞?shù)為總理論板數(shù)為:n+m-2:n+m-2逐板計(jì)算法是求理論塔板數(shù)的基本方法，計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確，。逐板計(jì)算法是求理論塔板數(shù)的基本方法，計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確，。但該

3、法比較繁瑣。但該法比較繁瑣。第第n n板：板：wqflwxxwqflqflywnn1wnnnxyyx) 1( 如此重復(fù)直至如此重復(fù)直至 x xnnx xw w為止，則提餾段的理論塔板數(shù)為為止，則提餾段的理論塔板數(shù)為n-1.n-1.4 常壓下用連續(xù)精餾塔分離含苯常壓下用連續(xù)精餾塔分離含苯44%的苯一甲苯混合物的苯一甲苯混合物. 進(jìn)料為泡點(diǎn)液進(jìn)料為泡點(diǎn)液體，進(jìn)料流率取體，進(jìn)料流率取100 kmol/h為計(jì)算基準(zhǔn)。要求餾出液中含苯不小于為計(jì)算基準(zhǔn)。要求餾出液中含苯不小于 94 %. 釜液中含苯不大于釜液中含苯不大于8 %(以上均為摩爾百分率以上均為摩爾百分率). 設(shè)該物系為理想溶液相對(duì)設(shè)該物系為理想

4、溶液相對(duì)揮發(fā)度為揮發(fā)度為2.47. 塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，選用的回流比為塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，選用的回流比為3. 試計(jì)算精餾試計(jì)算精餾塔兩端產(chǎn)品的流率及所需的理論塔板數(shù)。塔兩端產(chǎn)品的流率及所需的理論塔板數(shù)。567梯級(jí)含義：梯級(jí)含義：如第一梯級(jí)如第一梯級(jí) 由由a點(diǎn)作水平線與平衡線點(diǎn)作水平線與平衡線交于點(diǎn)交于點(diǎn)1(y1, x1), 相當(dāng)于用平衡相當(dāng)于用平衡關(guān)系由關(guān)系由y1求得求得x1；再自點(diǎn)；再自點(diǎn)1作作垂線與精餾段操作線相交垂線與精餾段操作線相交, 交交點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為(y2, x1), 即相當(dāng)于用即相當(dāng)于用操作線關(guān)系由操作線關(guān)系由x1求得求得y2。作圖作圖法與逐板計(jì)算法等價(jià)。法與逐板計(jì)算法

5、等價(jià)。8 1.操作線的作法操作線的作法 首先根據(jù)相平衡數(shù)據(jù)首先根據(jù)相平衡數(shù)據(jù), , 在直角坐標(biāo)上繪出待分離混合物的在直角坐標(biāo)上繪出待分離混合物的x-y 平衡平衡曲線曲線, , 并作出對(duì)角線。如右上圖所示。并作出對(duì)角線。如右上圖所示。 在在x=xd 處作鉛垂線處作鉛垂線, , 與對(duì)角線交于點(diǎn)與對(duì)角線交于點(diǎn)a, 再由精餾段操作線的截距再由精餾段操作線的截距xd /(r+1) 值值, , 在在y 軸上定出點(diǎn)軸上定出點(diǎn)b, 聯(lián)聯(lián)ab。 ab為精餾段操作線。為精餾段操作線。 在在x=xf 處作鉛垂線處作鉛垂線, , 與對(duì)角線交于點(diǎn)與對(duì)角線交于點(diǎn)e, 從點(diǎn)從點(diǎn)e作斜率為作斜率為q /(q-1)的的q線線e

6、f, 該線與該線與ab交于點(diǎn)交于點(diǎn)d。 在在x=xw 處作鉛垂線處作鉛垂線, , 與對(duì)角線交于點(diǎn)與對(duì)角線交于點(diǎn)c, 聯(lián)聯(lián)cd. cd為提留段操作線。為提留段操作線。9 自對(duì)角線上自對(duì)角線上a點(diǎn)始點(diǎn)始, 在平衡線與在平衡線與精餾段操作線間繪出水平線及鉛垂精餾段操作線間繪出水平線及鉛垂線組成的梯級(jí)線組成的梯級(jí). 如右圖所示。如右圖所示。 當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)d 時(shí)時(shí), 則改在平衡線與提餾操作線間作梯則改在平衡線與提餾操作線間作梯級(jí)級(jí), 直至某梯級(jí)的垂直線達(dá)到或小直至某梯級(jí)的垂直線達(dá)到或小于于xw為止。為止。 每一個(gè)梯級(jí)代表一層理論板。每一個(gè)梯級(jí)代表一層理論板。梯級(jí)總數(shù)即為所

7、需理論板數(shù)。梯級(jí)總數(shù)即為所需理論板數(shù)。10如前所述，圖如前所述，圖解過(guò)程中當(dāng)某梯級(jí)解過(guò)程中當(dāng)某梯級(jí)跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)時(shí)，應(yīng)更換操作線。時(shí)，應(yīng)更換操作線。跨過(guò)交點(diǎn)的梯級(jí)即跨過(guò)交點(diǎn)的梯級(jí)即代表適宜的加料板代表適宜的加料板(逐板計(jì)算時(shí)也相同逐板計(jì)算時(shí)也相同), 這是因?yàn)閷?duì)一定的這是因?yàn)閷?duì)一定的分離任務(wù)而言分離任務(wù)而言, 如此如此作圖所需的理論板作圖所需的理論板層數(shù)為最少。層數(shù)為最少。11（默弗里效率（默弗里效率murphre） 表示以氣相或液相經(jīng)過(guò)實(shí)際板的組成變化值與經(jīng)過(guò)理論板的組成變表示以氣相或液相經(jīng)過(guò)實(shí)際板的組成變化值與經(jīng)過(guò)理論板的組成變化值之比來(lái)表示化值之比來(lái)表示單板效率示意圖單

8、板效率示意圖12單板效率只能反映該層塔板的傳質(zhì)效果單板效率只能反映該層塔板的傳質(zhì)效果.nnnnmlxxxxe11液相組成表示液相組成表示:11nnnnmvyyyye氣相組成表示氣相組成表示:（二）全塔效率（總效率）（二）全塔效率（總效率）為完成一定分離任務(wù)所需的理論塔板數(shù)與實(shí)際所需的實(shí)際塔板數(shù)之比。為完成一定分離任務(wù)所需的理論塔板數(shù)與實(shí)際所需的實(shí)際塔板數(shù)之比。ptnne 13十、回流比的影響及其選擇十、回流比的影響及其選擇 1 1、全回流、全回流 （一）全回流及最少理論板層數(shù)（一）全回流及最少理論板層數(shù) 142.2.最少理論板層數(shù)最少理論板層數(shù) 全回流的理論塔板數(shù)全回流的理論塔板數(shù)15( (二

9、二) )最小回流比最小回流比minr16qdqxxyyrr1minmin1（xq, yq），），17dxy 1qdqdxxyxrr1minmin最小回流比的確定最小回流比的確定18xxy) 1(1qqqdxyyxrmin（xq, yq），），qqqxxy) 1(1qqqdxyyxrmin19（三）適宜回流比的選擇（三）適宜回流比的選擇適宜回流比：適宜回流比：min) 0 . 21 . 1 (rr20十一、塔高與塔徑的計(jì)算十一、塔高與塔徑的計(jì)算（一）塔高的計(jì)算（一）塔高的計(jì)算等板高度等板高度（hetp）：）：填料塔：填料塔：（二）塔徑的計(jì)算（二）塔徑的計(jì)算udvs24uvds4tphnz) 1(

10、21十二、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算十二、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算(一一)全塔的熱量衡算全塔的熱量衡算原料液所帶入的熱量原料液所帶入的熱量:fffftcgq.再沸器所帶入的熱量再沸器所帶入的熱量:rgqg.回流液所帶入的熱量回流液所帶入的熱量:lllltcgq.22餾出液所帶走的熱量餾出液所帶走的熱量:vddirgq.1殘液所帶走的熱量殘液所帶走的熱量:wwwwtcgq.熱損失熱損失:q能量守恒能量守恒:輸入熱量輸入熱量=輸出熱量輸出熱量qqqqqqwdlfg(二二)塔頂冷凝器塔頂冷凝器rdrqqqdlv.1則冷卻水的消耗量：則冷卻水的消耗量：進(jìn)出水水ttcqgv.rqgg（三）再沸器（三）再沸器2

11、3第四節(jié)特殊精餾第四節(jié)特殊精餾但工業(yè)生產(chǎn)中需要分離的溶液，也有不少其揮發(fā)度很接近或具有恒但工業(yè)生產(chǎn)中需要分離的溶液，也有不少其揮發(fā)度很接近或具有恒沸點(diǎn)（最高或最低恒沸點(diǎn)），對(duì)于這類溶液的分離，用普通精餾方式就沸點(diǎn)（最高或最低恒沸點(diǎn)），對(duì)于這類溶液的分離，用普通精餾方式就難以實(shí)現(xiàn)。難以實(shí)現(xiàn)。方法一：方法一：采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法。采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法。方法二：方法二：采用特殊精餾，添加第三組分，提高原溶液各組分間的相對(duì)揮采用特殊精餾，添加第三組分，提高原溶液各組分間的相對(duì)揮發(fā)度，使難以用精餾分離的物系變得易于分離。發(fā)度，使難以用精餾分離的物系變得易于分離。用普通

12、精餾難以分離的物系可采用特殊精餾的方法分離。用普通精餾難以分離的物系可采用特殊精餾的方法分離。特殊精餾特殊精餾的基本原理是：的基本原理是：在雙組分溶液中加入第三組分，以改變?cè)p組分物系的在雙組分溶液中加入第三組分，以改變?cè)p組分物系的非理想性或提高其相對(duì)揮發(fā)度非理想性或提高其相對(duì)揮發(fā)度而實(shí)現(xiàn)分離。根據(jù)第三組分所起作用的而實(shí)現(xiàn)分離。根據(jù)第三組分所起作用的不同，又可分為不同，又可分為恒沸蒸餾恒沸蒸餾和和萃取精餾萃取精餾。24一、恒沸精餾一、恒沸精餾第三組分與原溶液中的一個(gè)組分形成恒沸物，原有組分間的相對(duì)第三組分與原溶液中的一個(gè)組分形成恒沸物，原有組分間的相對(duì)揮發(fā)度增大，使該溶液能用一般精餾方法分離

13、。第三組分稱為揮發(fā)度增大，使該溶液能用一般精餾方法分離。第三組分稱為恒沸劑恒沸劑或或挾帶劑挾帶劑。在混合液中加入第三組分（稱為挾帶劑）形成新的最低恒沸物。在混合液中加入第三組分（稱為挾帶劑）形成新的最低恒沸物。（一）原理（一）原理（二）恒沸劑（或挾帶劑）（溶劑）（二）恒沸劑（或挾帶劑）（溶劑）（1）恒沸物恒沸點(diǎn)與溶液中純組分沸點(diǎn)有相當(dāng)差值，一般不小于恒沸物恒沸點(diǎn)與溶液中純組分沸點(diǎn)有相當(dāng)差值，一般不小于1010（2）恒沸物易分離，以便回收挾帶劑，挾帶劑含量越少操作費(fèi)用越省恒沸物易分離，以便回收挾帶劑，挾帶劑含量越少操作費(fèi)用越省（3）熱穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、價(jià)格等因素?zé)岱€(wěn)定性、腐蝕性、毒性、價(jià)格等

14、因素 （三）恒沸精餾中合適挾帶劑的選用：（三）恒沸精餾中合適挾帶劑的選用：25工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）制取無(wú)水酒精。乙醇工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）制取無(wú)水酒精。乙醇- -水水二元恒沸物（恒沸點(diǎn)二元恒沸物（恒沸點(diǎn)78.1578.15，乙醇摩爾分率為，乙醇摩爾分率為0.8940.894） 三元恒沸物：苯： 0.539乙醇：0.228水： 0.233沸點(diǎn)：64.85上層苯相苯： 0.745乙醇：0.217少量水下層水相苯： 0.0428乙醇：0.35其余為水（四）恒沸劑精餾舉例（四）恒沸劑精餾舉例26二、萃取精餾二、萃取精餾（一）原理（一）原理向混合液中加入溶劑向混合液中加入溶劑( (

15、又稱萃取劑又稱萃取劑) )，與恒沸精餾不同的是萃取劑，與恒沸精餾不同的是萃取劑不不與原料液中任何組分與原料液中任何組分形成恒沸物形成恒沸物。（二）萃取劑（溶劑）（二）萃取劑（溶劑）萃取精餾也是向原料液中加入第三組分，稱為萃取精餾也是向原料液中加入第三組分，稱為萃取劑萃取劑。加入的萃取加入的萃取劑是改變?cè)薪M分的相對(duì)揮發(fā)度而實(shí)現(xiàn)精餾分離。萃取精餾，從塔頂可劑是改變?cè)薪M分的相對(duì)揮發(fā)度而實(shí)現(xiàn)精餾分離。萃取精餾，從塔頂可得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。（1 1）選擇性好，加入少量萃取劑能使溶液相對(duì)揮發(fā)度顯著提高；）選擇性好，加入少量萃取劑能使溶液相

16、對(duì)揮發(fā)度顯著提高；（2 2）揮發(fā)性小且不與原組分起反應(yīng)，便于分離回收）揮發(fā)性小且不與原組分起反應(yīng)，便于分離回收; ;（3 3）安全，無(wú)毒，無(wú)腐蝕，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。）安全，無(wú)毒，無(wú)腐蝕，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。 （三）萃取劑應(yīng)具備（三）萃取劑應(yīng)具備27（四）萃取精餾舉例（四）萃取精餾舉例苯苯-環(huán)乙烷溶液的萃取分離：環(huán)乙烷溶液的萃取分離：苯沸點(diǎn)苯沸點(diǎn) 80.180.1，環(huán)乙烷沸點(diǎn)為，環(huán)乙烷沸點(diǎn)為 80.7380.73，其相對(duì)揮發(fā)度為，其相對(duì)揮發(fā)度為 0.980.98，苯，苯- -環(huán)乙烷溶液難于用普通精餾分離。若在該溶液中加入沸點(diǎn)較高環(huán)乙烷溶液難于用普通精餾分離。若在該溶液中加入沸點(diǎn)較高

17、的糠醛（沸點(diǎn)的糠醛（沸點(diǎn)161.7161.7），則溶液的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著的變化。），則溶液的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著的變化。 循環(huán)糠醛補(bǔ)充糠醛環(huán)己烷脫溶劑底部產(chǎn)品苯+環(huán)己烷（原料）溶劑分離塔萃取精餾塔冷凝器冷凝器環(huán)己烷糠醛-苯混合液苯28第五節(jié)板式塔第五節(jié)板式塔中石化齊魯中石化齊魯9.29.2米板式塔米板式塔29中石化高橋中石化高橋10.210.2米填料塔米填料塔30一、概述一、概述評(píng)價(jià)塔設(shè)備性能的指標(biāo)：評(píng)價(jià)塔設(shè)備性能的指標(biāo)：1. 生產(chǎn)能力大；生產(chǎn)能力大；2. 分離效率高；分離效率高；3. 阻力小，壓降低；阻力小，壓降低；4. 操作彈性大；操作彈性大；5. 滿足工業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的一般要求：結(jié)構(gòu)滿足工

18、業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的一般要求：結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、造價(jià)低、安裝維修方便等。簡(jiǎn)單、造價(jià)低、安裝維修方便等。31 板式塔結(jié)構(gòu)如右圖所示，板式塔結(jié)構(gòu)如右圖所示，主要由塔體、塔板、裙座、接主要由塔體、塔板、裙座、接口等部分組成?？诘炔糠纸M成。二、板式塔結(jié)構(gòu)二、板式塔結(jié)構(gòu)32三、板式塔的類型三、板式塔的類型塔板：塔板：有降液管式塔板和無(wú)降液管式塔板。有降液管式塔板和無(wú)降液管式塔板。33（一）泡罩塔（一）泡罩塔主要元件：升氣管及泡罩主要元件：升氣管及泡罩泡罩安裝在升氣管的頂部，泡罩安裝在升氣管的頂部，泡罩的下部周邊有很多齒泡罩的下部周邊有很多齒縫，泡罩在塔板上按一定縫，泡罩在塔板上按一定規(guī)律排列。規(guī)律排列。34篩孔篩孔

19、溢流堰溢流堰降液管降液管 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣液相之優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣液相之間接觸比較充分，生產(chǎn)能力大，間接觸比較充分，生產(chǎn)能力大，塔板效率比泡罩塔高塔板效率比泡罩塔高15%，壓力，壓力降小，造價(jià)大約為泡罩塔的降小，造價(jià)大約為泡罩塔的60%，為浮閥塔的為浮閥塔的80%。主要缺點(diǎn)是操。主要缺點(diǎn)是操作彈性小，普通篩板易堵塞等作彈性小，普通篩板易堵塞等 （二）篩板塔（二）篩板塔35（三）浮閥塔（三）浮閥塔幾種浮閥形式幾種浮閥形式36 浮閥塔浮閥塔,板上開(kāi)有若干大孔（標(biāo)準(zhǔn)孔板上開(kāi)有若干大孔（標(biāo)準(zhǔn)孔徑為徑為39 mm），每孔裝有一個(gè)可以上、），每孔裝有一個(gè)可以上、下浮動(dòng)的閥片。由孔上升的氣流，經(jīng)過(guò)下浮動(dòng)的

20、閥片。由孔上升的氣流，經(jīng)過(guò)閥片與塔板的間隙而與板上橫流的液體閥片與塔板的間隙而與板上橫流的液體接觸，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。接觸，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。 優(yōu)點(diǎn)是氣流從浮閥周邊橫向吹入液優(yōu)點(diǎn)是氣流從浮閥周邊橫向吹入液層，氣液接觸時(shí)間加長(zhǎng)，且霧沫夾帶減層，氣液接觸時(shí)間加長(zhǎng)，且霧沫夾帶減少，塔板效率高，生產(chǎn)能力大，操作彈少，塔板效率高，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，結(jié)構(gòu)比泡罩塔簡(jiǎn)單，壓力降也較性大，結(jié)構(gòu)比泡罩塔簡(jiǎn)單，壓力降也較小，造價(jià)也比較低。缺點(diǎn)是浮閥要求有小，造價(jià)也比較低。缺點(diǎn)是浮閥要求有較好的耐腐蝕性能，一般材料容易被粘較好的耐腐蝕性能，一般材料容易被粘住、銹住，必須采用不銹鋼制作，增加住、銹住，必須采用

21、不銹鋼制作，增加了造價(jià)。了造價(jià)。37四、板式塔的流體力學(xué)性能四、板式塔的流體力學(xué)性能（一）板式塔的流體力學(xué)性能（一）板式塔的流體力學(xué)性能1、塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)、塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)泡沫接觸狀態(tài)泡沫接觸狀態(tài)噴射接觸狀態(tài)噴射接觸狀態(tài)氣速繼續(xù)增大、液體噴氣速繼續(xù)增大、液體噴射成大小不等的液滴、射成大小不等的液滴、氣體為連續(xù)相、液體為氣體為連續(xù)相、液體為分散相、表面不斷更新。分散相、表面不斷更新。較好的塔板工作狀態(tài)較好的塔板工作狀態(tài)氣速低、氣體以鼓泡形氣速低、氣體以鼓泡形式通過(guò)液層、存在著大式通過(guò)液層、存在著大量的清液、液體為連續(xù)量的清液、液體為連續(xù)相、氣體為分散相、接相

22、、氣體為分散相、接觸面積不大、傳質(zhì)效率觸面積不大、傳質(zhì)效率低。低。氣速增加、氣泡數(shù)量激氣速增加、氣泡數(shù)量激聚增加、氣泡不斷碰撞聚增加、氣泡不斷碰撞和破裂、液體為連續(xù)相、和破裂、液體為連續(xù)相、氣體為分散相、表面積氣體為分散相、表面積大不斷更新、較好的塔大不斷更新、較好的塔板工作狀態(tài)板工作狀態(tài)382、塔板上的液面落差、塔板上的液面落差當(dāng)液體橫向流過(guò)塔板時(shí)，為了克服阻力需要一定的液位當(dāng)液體橫向流過(guò)塔板時(shí)，為了克服阻力需要一定的液位差。液面落差導(dǎo)致氣流分布不均，造成漏液，塔板效率差。液面落差導(dǎo)致氣流分布不均，造成漏液，塔板效率下降。下降。393 3、氣體通過(guò)塔板的壓降、氣體通過(guò)塔板的壓降h hp ph

23、p包括：包括：干板壓降干板壓降hd，板上充氣液層阻力，板上充氣液層阻力hl以及克服液體表面張力的以及克服液體表面張力的阻力阻力h式中：式中：hphp與氣體通過(guò)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，與氣體通過(guò)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋琺 m；hchc與氣體克服干板阻力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋c氣體克服干板阻力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m m； hlhl與氣體克服板上充氣液層靜壓強(qiáng)所產(chǎn)生壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐吲c氣體克服板上充氣液層靜壓強(qiáng)所產(chǎn)生壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，度，m m； hh與氣體克服液體表面張力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，與氣體克服液體表面張力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?/p>

24、m m。40(二二)塔板上的異常操作現(xiàn)象塔板上的異常操作現(xiàn)象1、漏液、漏液 氣量過(guò)小氣量過(guò)小 ；塔板開(kāi)孔率大。塔板開(kāi)孔率大。 當(dāng)氣體孔速過(guò)小或氣體分布不均勻時(shí)，使有的篩孔無(wú)氣體當(dāng)氣體孔速過(guò)小或氣體分布不均勻時(shí)，使有的篩孔無(wú)氣體通過(guò)，從而造成液體短路，大量液體由篩孔漏下。通過(guò)，從而造成液體短路，大量液體由篩孔漏下。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因41（2）液沫夾帶）液沫夾帶氣量氣量 夾帶量夾帶量板間距板間距ht 夾帶量夾帶量要求液沫夾帶量要求液沫夾帶量 eg 0.1kg液沫液沫/kg干氣干氣主要影響因素主要影響因素上升的氣流，帶著液滴在板間的空間上升，液滴來(lái)不及沉降分離，上升的氣流，帶著液滴在板間的空間上升，液

25、滴來(lái)不及沉降分離，而隨氣體進(jìn)入上一層塔板的現(xiàn)象。而隨氣體進(jìn)入上一層塔板的現(xiàn)象。42（3）泡沫夾帶）泡沫夾帶 氣泡隨著板上液流進(jìn)入降液管，由于停留時(shí)間不夠，氣泡來(lái)氣泡隨著板上液流進(jìn)入降液管，由于停留時(shí)間不夠，氣泡來(lái) 不及解脫，而隨液體進(jìn)入下一層塔板的現(xiàn)象。不及解脫，而隨液體進(jìn)入下一層塔板的現(xiàn)象。43 液體進(jìn)塔量大于出塔量，結(jié)果使塔內(nèi)不斷積液，直至塔內(nèi)液體進(jìn)塔量大于出塔量，結(jié)果使塔內(nèi)不斷積液，直至塔內(nèi)充滿液體，破壞塔內(nèi)正常操作，稱為液泛。充滿液體，破壞塔內(nèi)正常操作，稱為液泛。 （4）液泛）液泛液泛包括：夾帶液泛、溢流液泛。液泛包括：夾帶液泛、溢流液泛。a 夾帶液泛夾帶液泛 塔板上液體流量很大，上升

26、氣體塔板上液體流量很大，上升氣體的速度很高時(shí)，液體被氣體夾帶的速度很高時(shí)，液體被氣體夾帶到上一層塔板上的量劇增，塔板到上一層塔板上的量劇增，塔板間充滿氣液混合物，整個(gè)塔連成間充滿氣液混合物，整個(gè)塔連成一片。這種液沫夾帶嚴(yán)重引起一片。這種液沫夾帶嚴(yán)重引起 的的液泛。液泛。44 綜上所述，造成液泛的原因主要是液量過(guò)大、板壓降過(guò)大（即氣綜上所述，造成液泛的原因主要是液量過(guò)大、板壓降過(guò)大（即氣量過(guò)大）或降液管堵塞量過(guò)大）或降液管堵塞。b 溢流液泛（降液管液泛）溢流液泛（降液管液泛）降液管內(nèi)液體不能順利流到下一層塔板，管內(nèi)液體積累直至降液管內(nèi)液體不能順利流到下一層塔板，管內(nèi)液體積累直至占滿兩板之間的空間

27、。占滿兩板之間的空間。45五、板式塔的設(shè)計(jì)五、板式塔的設(shè)計(jì)（一）板式塔的設(shè)計(jì)意圖（一）板式塔的設(shè)計(jì)意圖 1. 在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分 的接觸，為傳質(zhì)的接觸，為傳質(zhì)過(guò)程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，以減小傳質(zhì)阻力；過(guò)程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，以減小傳質(zhì)阻力； 2. 在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供較大的傳質(zhì)推在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供較大的傳質(zhì)推動(dòng)力。動(dòng)力。 板式塔：板式塔：總體上氣液呈逆流流動(dòng)總體上氣液呈逆流流動(dòng)； 每塊塔板上呈均勻錯(cuò)流每塊塔板上呈均勻錯(cuò)流。46若流體力學(xué)性能不好，則調(diào)整相應(yīng)結(jié)構(gòu)參

28、數(shù)若流體力學(xué)性能不好，則調(diào)整相應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定一些結(jié)構(gòu)定一些結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)其他參設(shè)計(jì)其他參數(shù)數(shù)校核各項(xiàng)流校核各項(xiàng)流體力學(xué)性能體力學(xué)性能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定一些結(jié)構(gòu)參數(shù)一些結(jié)構(gòu)參數(shù) （二）設(shè)計(jì)方法（二）設(shè)計(jì)方法47 （三）設(shè)計(jì)內(nèi)容（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容1、塔高、塔高)2(shhsnhhhz加底頂zz塔高塔高nn實(shí)際塔板數(shù)實(shí)際塔板數(shù)ss人孔或手孔數(shù)人孔或手孔數(shù)hh板間距板間距h h人孔或手孔間距人孔或手孔間距h h加加加料位置板間距加料位置板間距h h頂頂塔頂間距塔頂間距h h底底塔底間距塔底間距 考慮安裝和檢修的需要。開(kāi)考慮安裝和檢修的需要。開(kāi)“人孔人孔”，或，或“手孔手孔”。開(kāi)人

29、孔的板間。開(kāi)人孔的板間距不應(yīng)小于距不應(yīng)小于600 mm，手孔的板間距在，手孔的板間距在450550mm，一般每，一般每10塊塔板塊塔板左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔（手孔）。（一般塔徑在左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔（手孔）。（一般塔徑在0.8m以下開(kāi)手孔。）以下開(kāi)手孔。）482、塔徑、塔徑uvd. 4max.8 . 0_6 . 0uu lvlcu.max d塔徑塔徑v塔內(nèi)氣體流量塔內(nèi)氣體流量u適宜的空塔氣速適宜的空塔氣速 。maxu最大氣速最大氣速l液相密度液相密度v氣相密度氣相密度c負(fù)荷糸數(shù)負(fù)荷糸數(shù) 493、塔板結(jié)構(gòu)、塔板結(jié)構(gòu)（1 1）溢流裝置）溢流裝置溢流形式：?jiǎn)我缌?、雙溢流、溢流形式：?jiǎn)我缌鳌㈦p溢流、u u形流等

30、。形流等。單溢流（直徑流）：液體橫過(guò)整個(gè)塔板，自受液盤流向溢流堰。板效率高，單溢流（直徑流）：液體橫過(guò)整個(gè)塔板，自受液盤流向溢流堰。板效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。用在塔徑在以下。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。用在塔徑在以下。u u形流（回轉(zhuǎn)流）：降液和受液裝置都安排在同一側(cè)的弓形的一半作受液盤，形流（回轉(zhuǎn)流）：降液和受液裝置都安排在同一側(cè)的弓形的一半作受液盤，另一半作降液管，沿直徑用以擋板將板面隔成另一半作降液管，沿直徑用以擋板將板面隔成u u形通道。液體流經(jīng)最長(zhǎng)，形通道。液體流經(jīng)最長(zhǎng)，利用率也高，用于小塔液體流量小的場(chǎng)合。利用率也高，用于小塔液體流量小的場(chǎng)合。雙溢流：自上一塔板的液體分別從左右兩側(cè)的降液管進(jìn)入塔板，橫過(guò)半

31、個(gè)塔雙溢流：自上一塔板的液體分別從左右兩側(cè)的降液管進(jìn)入塔板，橫過(guò)半個(gè)塔板進(jìn)入中間的降液管，在下一塔板上的液體則分別流向兩側(cè)的降液管。板進(jìn)入中間的降液管，在下一塔板上的液體則分別流向兩側(cè)的降液管。落差小，面積利用率低，適用于大塔徑。落差小，面積利用率低，適用于大塔徑。50（2 2）降液管）降液管 有圓形和弓形兩種。小塔中因焊接不便而用圓形降液管外，生有圓形和弓形兩種。小塔中因焊接不便而用圓形降液管外，生產(chǎn)上都采用弓形降液管。產(chǎn)上都采用弓形降液管。a a、bb弓形降液管弓形降液管c圓形降液管圓形降液管51 堰高堰高h(yuǎn)w 堰上堰高堰上堰高h(yuǎn)ow 溢流管底與塔板之間的距離溢流管底與塔板之間的距離ho堰

32、長(zhǎng)堰長(zhǎng)lw: 單溢流單溢流: : 雙溢流雙溢流: :dlw8 . 06 . 0dlw7 . 05 . 0 注注:堰上堰高不得小于堰上堰高不得小于6mm.溢流管中液體的停留時(shí)間溢流管中液體的停留時(shí)間: slhaf53.52（3 3）塔板布置）塔板布置單溢流塔板板面布置單溢流塔板板面布置溢流區(qū)溢流區(qū)鼓泡區(qū)鼓泡區(qū)無(wú)效區(qū)無(wú)效區(qū)破沫區(qū)破沫區(qū)53溢流區(qū)溢流區(qū): :降液管所占的區(qū)域降液管所占的區(qū)域,wd鼓泡區(qū)鼓泡區(qū): :為塔板上氣液接觸的有效區(qū)域?yàn)樗迳蠚庖航佑|的有效區(qū)域 無(wú)效區(qū)無(wú)效區(qū): :靠近塔壁的留出的一圈邊緣部分區(qū)域，支持塔板的邊梁之靠近塔壁的留出的一圈邊緣部分區(qū)域，支持塔板的邊梁之用用,其寬度為其寬

33、度為wc。小塔可取。小塔可取 wc=30-50mm ，大塔，大塔wc=50-75mm 。破沫區(qū)破沫區(qū): :鼓泡區(qū)和溢流區(qū)之間的區(qū)域。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥。主要是鼓泡區(qū)和溢流區(qū)之間的區(qū)域。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥。主要是為了液體進(jìn)入降液管之前有一段不鼓泡的安定在帶，以免液體大量夾為了液體進(jìn)入降液管之前有一段不鼓泡的安定在帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入降液管帶泡沫進(jìn)入降液管,d1.5m , , ws=80-110mm544 4、塔板上浮閥數(shù)目的確定、塔板上浮閥數(shù)目的確定浮閥數(shù)目的確定：浮閥數(shù)目的確定：. .浮徑為浮徑為39mm39mm. .動(dòng)能因素動(dòng)能因素f f：表示一定密度的氣體以一定速度通過(guò)閥孔時(shí)的動(dòng)能。：表示一定密度的氣體以一定速度通過(guò)閥孔時(shí)的動(dòng)能。 vuf.0 f=56時(shí)，為浮孔的泄漏極限。時(shí)，為浮孔的泄漏極限。 f=912時(shí)，閥孔剛剛?cè)_(kāi)。時(shí)，閥孔剛剛?cè)_(kāi)。 f=817時(shí)，屬正常操作范圍。時(shí)，屬正常操作范圍。 f=1820時(shí)，達(dá)到最大負(fù)荷。時(shí)，達(dá)到最大負(fù)荷。設(shè)計(jì)時(shí)，取設(shè)計(jì)時(shí)，取f=912范圍內(nèi)來(lái)求取浮孔氣速范圍內(nèi)來(lái)求取