制藥化工原理第七章第一節(jié) 板式塔

第七章

氣液傳質(zhì)設(shè)備一、板式塔的構(gòu)造二、板式塔的流體力學(xué)性質(zhì)三、板式塔的操作特性四、塔板效率第一節(jié)

板式塔2023/11/2氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔2023/11/2一、板式塔的構(gòu)造1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔降液管溢流堰（剖面圖）2023/11/22023/11/22023/11/2降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖2023/11/22023/11/22023/11/22）塔板類型a）泡罩塔板2023/11/22023/11/22023/11/2b）篩孔塔板2023/11/22023/11/2c）浮閥塔板2023/11/22023/11/22023/11/22023/11/2d）舌型塔板

2023/11/22023/11/2e）斜孔塔板

2023/11/23）塔板的比較

塔板性能比較

塔板類型

相對生產(chǎn)能力

相

對板效率

操作范圍

壓強(qiáng)降

結(jié)構(gòu)成本

泡罩板

1.0

1.0

10～100

高

復(fù)雜

1.0

篩板

1.2～1.4

1.1

35～100

低

簡單

0.4～0.5

浮閥板

1.2～1.3

1.1～1.2

10～100

中

一般

0.7～0.8

舌型塔板

1.3～1.5

01.1

50～100

低

最簡單

0.5~0.6

斜孔板

1.5～1.8

1.1

30～100

低

簡單

0.5

2023/11/2各種塔板的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

適用范圍

塔板類型

泡罩板

較成熟，操作范圍寬

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力大，生產(chǎn)能力低

某些要求彈性好的特殊塔

浮閥板

效率高，操作范圍寬

采用不銹鋼，浮閥易脫落

分離要求高,負(fù)荷變化大;原油常壓分餾塔

篩板

效率較高，成本低

安裝要求水平,易堵,操作范圍窄

分離要求高,塔板較多;化工中丙烯塔

舌型板

結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)能力大

操作范圍窄，效率較低

分離要求較低的閃蒸塔

斜孔板

生產(chǎn)能力大,效率高

操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄

分離要求高，生產(chǎn)能力大

2023/11/2二、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)2023/11/22）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2023/11/23）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

2023/11/22、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時間↑板效率↑板數(shù)↓設(shè)備費(fèi)↓塔釜溫度↑能耗↑操作費(fèi)↑

保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。克服板上泡沫層的靜壓形成氣液界面的能量消耗通過液層的摩擦阻力損失2023/11/23、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進(jìn)、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴(yán)重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關(guān)。2023/11/2三、板式塔的操作特性1、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?、板面上液面落差引起的氣流分布不均勻安定區(qū)2023/11/22023/11/22023/11/22023/11/22）液沫夾帶影響因素空塔氣速：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。后果：過量液沫夾帶，造成液相在板間的返混，板效率下降控制：液沫夾帶量eV＜0.1kg(液)/kg(氣)。2023/11/22023/11/22023/11/23）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2023/11/22023/11/22023/11/22023/11/22、塔板的負(fù)荷性能圖V2023/11/2霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1

液泛線（線2）

液相負(fù)荷上限線（線3）

漏液線（氣體流量下限線，線4）

液相負(fù)荷下限線（線5）

1）負(fù)荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

2023/11/22023/11/22023/11/22）負(fù)荷性能圖的分析

VC操作點(diǎn)操作線操作極限2023/11/2操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點(diǎn)位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負(fù)荷上下限的因素也不同

物系一定時，負(fù)荷性能圖中各線的相對位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，

增加降液管截面積可使液相上限線右移，

減少塔板開孔率可使漏液線下移。2023/11/2四、塔板效率1、塔板效率的表示法

1）總板效率ET(

全塔效率）達(dá)到指定分離效果所需理論板層數(shù)與實(shí)際板層數(shù)的比值。

簡單地反映了整個塔內(nèi)的平均傳質(zhì)效果。2）單板效率EM(默弗里效率)

直接反映該層塔板的傳質(zhì)效果

2023/11/2分析：單板效率的數(shù)值有可能大于100%嗎？

3）點(diǎn)效率EO

試比較點(diǎn)效率與單板效率、全塔效率2023/11/22、塔板效率的估算

1）影響塔板效率的因素

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