化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備課件

第三章

蒸餾和吸收塔設(shè)備§3.1概述§3.2板式塔§3.3填料塔2023/7/26第一節(jié)

概述一、塔設(shè)備的基本功能及性能評(píng)價(jià)二、塔設(shè)備類型2023/7/26塔的定義：高徑比很大的設(shè)備。精餾塔、吸收塔；2023/7/26一、塔設(shè)備的基本功能及性能評(píng)價(jià)1、基本功能（1）使氣液兩相充分接觸，適當(dāng)湍動(dòng)，提供盡可能大的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)系數(shù)，接觸后兩相能及時(shí)分離。（2）實(shí)現(xiàn)氣、液兩相盡可能的逆流接觸，提高傳質(zhì)推動(dòng)力。2、性能評(píng)價(jià)（1）通量——生產(chǎn)能力。（2）分離效率——單位壓降下分離效果；板效率、等板高度。（3）適應(yīng)能力——操作彈性。2023/7/26氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級(jí)接觸式微分接觸式板式塔填料塔二、塔設(shè)備的類型2023/7/26第二節(jié)

板式塔一、板式塔結(jié)構(gòu)二、常用板式塔類型三、板式塔的流體力學(xué)性能2023/7/26一、板式塔結(jié)構(gòu)1、總體結(jié)構(gòu)2023/7/262023/7/262023/7/262、塔板的結(jié)構(gòu)篩孔降液管溢流堰（剖面圖）2023/7/26降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖2023/7/261、篩板塔二、常用板式塔類型2023/7/26優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便、成本低，壓降小，處理量大。缺點(diǎn)：操作彈性小，小孔徑篩孔易堵塞。2023/7/262、泡罩塔2023/7/26優(yōu)點(diǎn)：塔板操作彈性，塔板效率比較高，不易堵塞。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塔壓降低，生產(chǎn)強(qiáng)度低，造價(jià)高。2023/7/262023/7/262023/7/263、浮閥塔2023/7/262023/7/262023/7/262023/7/26特點(diǎn)：浮閥可隨氣速的變化上、下自由浮動(dòng)，提高了塔板的操作彈性、降低塔板的壓降，同時(shí)具有較高塔板效率，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。2023/7/26舌型塔板

4、噴射塔2023/7/262023/7/262023/7/26三、板式塔的流體力學(xué)性質(zhì)1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)

兩相接觸面積為氣泡表面

1）鼓泡接觸狀態(tài)2023/7/262）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2023/7/263）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

2023/7/262、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時(shí)間↓板效率↓控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量達(dá)到10%的氣體速度?！迨剿僮鞯臍馑傧孪拊颍簹馑偬　迕嫔弦好媛洳钜鸬臍饬鞣植疾痪鶆?023/7/262023/7/262）嚴(yán)重霧末夾帶和泡沫夾帶影響液沫夾帶因素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減小現(xiàn)象：液滴隨氣體進(jìn)入上層塔板——霧沫(液沫)夾帶。氣體隨液體進(jìn)入下層塔板——泡沫夾帶。后果：過量液沫夾帶和泡沫夾帶，造成液、氣相在板間的返混，板效率下降?？刂疲阂耗瓓A帶量eV＜0.1kg(液)/kg(氣)。2023/7/262023/7/262023/7/262023/7/263）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素：流量、塔板結(jié)構(gòu)板間距大液泛速度高2023/7/262023/7/262023/7/262023/7/263、塔板的負(fù)荷性能圖1——漏液線2——霧沫夾帶線3——液相負(fù)荷下限線4——液相負(fù)荷上限線5——液泛線圖中五條線所包圍的區(qū)域，就是一定物系在一定結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

2023/7/26一、填料塔的結(jié)構(gòu)與填料特性

二、填料塔的附件

第三節(jié)

填料塔2023/7/262023/7/26一、填料塔的結(jié)構(gòu)與填料特性

1、填料塔的結(jié)構(gòu)

2023/7/262、填料特性

1）比表面積

單位體積填料層的填料表面積，以αt表示

；單位：m2/m3。

同一種填料，尺寸愈小，比表面積愈大。

2）空隙率

單位體積填料層的空隙體積，以ε表示；單位為m3/m3。

填料的空隙率大，氣液通過能力大且氣體流動(dòng)阻力小。

3）填料因子

表示填料的流體力學(xué)性能。

干填料因子

濕填料因子

2023/7/263、填料類型

堆放方式

亂堆填料

整砌填料

拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、鞍形、θ網(wǎng)環(huán)

波紋板、波紋網(wǎng)

基材

實(shí)體填料

網(wǎng)體填料

環(huán)形填料（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）、鞍形填料（弧鞍、矩鞍）、柵板

鞍形環(huán)、θ網(wǎng)、波紋網(wǎng)

2023/7/261）拉西環(huán)（Raschingring）

2023/7/262023/7/262）鮑爾環(huán)(Pallring)

2023/7/262023/7/263）階梯環(huán)(cascademinirings)

2023/7/264）弧鞍與矩鞍（berlsaddleandintoloxsaddle）

2023/7/265）金屬鞍環(huán)

2023/7/266）波紋板及波紋網(wǎng)

2023/7/267）規(guī)整填料2023/7/26二、填料塔的附件

1、填料支承裝置

2023/7/262023/7/2