板式塔及其工藝設(shè)計(jì)計(jì)算課件

《化工原理》電子教案——

板式塔及其工藝設(shè)計(jì)計(jì)算大連理工大學(xué)化工原理教研室王瑤

韓志忠6.10

板式塔6.10.1

板式塔結(jié)構(gòu)及性能（1）板式塔結(jié)構(gòu)回流液進(jìn)料塔頂氣相塔底液相塔板結(jié)①構(gòu)氣體通道②形降式液很管多（，液如體篩通板道、）浮閥、泡罩液等體，流對(duì)通塔通板道性，能多影響很大。③受液盤為弓塔形板。上接受液體的部分。④溢流堰使塔板上維持一定高度的浮閥塔板結(jié)構(gòu)（2）塔板上的氣—液兩相流動(dòng)兩相流動(dòng)汽、液兩相接全觸塔方：式逆流接觸液塔體板：上重：力錯(cuò)流接塔板上理想流動(dòng)情況：液體橫向均勻流過(guò)塔板，氣體從塔氣板體上通的道非上理升想，流均動(dòng)勻情穿況過(guò)：液層。①氣液氣兩相相或接液觸相傳返質(zhì)混，達(dá)相平衡，即：返混現(xiàn)象后果液：沫板夾效帶率、降氣低泡。夾帶，分②離不后均，勻繼流續(xù)動(dòng)流動(dòng)。液面落差（水力坡度）：后果：使塔板上氣液接觸不充分引起塔板上氣體分布不均勻；6.10.2

塔內(nèi)氣、液兩相異常流動(dòng)（1）液泛如果由于某種原因，使得氣、液兩相流動(dòng)不暢，使板上液層迅速積累，以致充滿整個(gè)空間，破壞塔的正常操作，稱此現(xiàn)象為液泛液。泛1)

過(guò)量霧沫夾帶原液因泛：①

氣相在液層中鼓泡，氣泡破板；液體動(dòng)。濺至上一層塔噴射狀，將

一部分液沫流裂，將霧沫彈液泛氣速：②

氣相運(yùn)動(dòng)是分開(kāi)散始并發(fā)可生攜液帶泛時(shí)的氣速。2）降液管液泛當(dāng)塔內(nèi)氣、液兩相流量較大，導(dǎo)致塔板阻力及降液管內(nèi)阻力增大時(shí)，均會(huì)引起降液管液層升高，以致達(dá)到上一層塔板，破壞降液管的正常流動(dòng)，直說(shuō)至明液：相兩逐種漸液充泛滿互塔相板影空響間和，關(guān)聯(lián)（2）嚴(yán)重漏液漏液量增大，導(dǎo)致塔板上難以維持正常操作所需的液面，無(wú)法操作。此漏液為嚴(yán)重漏液，稱相應(yīng)的孔流氣速為漏液點(diǎn)氣速

。6.10.3

常用塔板的類型（1）泡罩塔板組成：升氣管和泡罩優(yōu)點(diǎn)：塔板操作彈性大，塔效率也比較高，不易堵。圓形泡罩條形泡罩塔優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、塔板阻力小。（2）篩板塔板塔板上開(kāi)圓孔，孔徑：3-8mm，大孔徑篩板：12-25mm。圓形浮閥條形浮閥（3）浮浮閥閥塔塔板盤方形浮閥優(yōu)點(diǎn)：浮閥根據(jù)氣體流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)度，提高了塔板的操作彈方形浮閥F1型浮閥（4）多降液管（MD）塔板優(yōu)點(diǎn)：提高允許液體流量6.10.5

篩板塔化工設(shè)計(jì)計(jì)算（1）塔的有效高度Z已知：實(shí)際塔板數(shù)NP

；T；T選取塔板間距

H

：理論塔板數(shù)計(jì)算軟件塔板間距和塔徑的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系底部+其它有效塔高體：高度：塔有板效間高距+頂H部+①液泛氣速表兩面相張流力動(dòng)和參兩數(shù)相F接LV觸：狀況有關(guān)。（2）塔徑確定原則：

防止過(guò)量液沫夾帶液泛步驟：

先確定液f泛C氣：速氣u體(負(fù)m/荷s)因；子，與HT、液體然后選設(shè)對(duì)于篩板塔(浮閥、泡罩塔)，20

TLV可查圖

，C

=(H

、F

)0.2TH

=0.60.450.30.150.2 0.3

0.40.7

1.00.02

0.030.04 0.07

0.10.010.040.070.030.020.010.10.090.060.05篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖②選取設(shè)計(jì)氣速u選取泛點(diǎn)率：u

/uf0.6

~0.8所需氣體流通截面積設(shè)計(jì)氣一速般u液=體，泛點(diǎn)率×ufADAd③計(jì)算塔易起泡液體，0.5

~

0.6徑D塔截面積：A

=AT

-Ad塔說(shuō)明：計(jì)算塔徑需徑圓整，且重新（3）溢流裝置設(shè)計(jì)①溢流型式的選擇型式：?jiǎn)瘟餍汀

形②降液依管據(jù)形：式塔和徑底、隙流量；降液管：弓形、圓形。流型、雙流型、階梯流型等。③降溢液流管堰截（面出積口：堰由）Ad/AT作=用0.：06維~持0.塔12板確上定一；定液或減：壓塔：25

mm

左右。雙流說(shuō)明：通常應(yīng)使型溢:流強(qiáng)度qVLh/lW堰高h(yuǎn)W：直接影響塔板上液層厚過(guò)小，相際傳質(zhì)面積過(guò)小；

過(guò)大，塔板阻力大，效率低。堰長(zhǎng)

lW

：影響液層高度。常、加壓塔：40

~

80

mm

；單流型：堰上方液頭高度

hOW

：(4)求塔：板及其布置其中，E：液流收縮系數(shù)，要一般可近似取E

=1b。c①受液區(qū)和降液區(qū)一般兩區(qū)面積bd

相等。③邊緣區(qū)：bslWrx（5）篩孔的尺寸和排列篩孔：有效傳質(zhì)區(qū)內(nèi)，常單流型弓形降液管塔板：④有效傳質(zhì)區(qū)：bc雙流型弓形降液管塔板bd

：bslWrxd0t篩孔直徑

d0

:

3

~

8mm

(一般)。12

~2篩5

孔mm氣速(大：篩孔)篩孔孔中數(shù)心：距

t

:

(2.5~5)d0

取整。d0t(6)

塔板的校核①對(duì)液初沫步夾設(shè)帶計(jì)量的校結(jié)核果進(jìn)行調(diào)整和修正。單位質(zhì)量（或摩爾）氣體所夾帶的液體質(zhì)量（或摩爾）

ev

：kg

液體/kg氣體，或

kmol液體/kmol氣體所ev的計(jì)算方法：1：利用Fair關(guān)聯(lián)圖求Ψ，進(jìn)而求出ev。方法2：用Hunt經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算式中Hf

為板上泡沫層高度：ev要。求：

ev

≤0.1

kg

液說(shuō)體明/：kg超氣過(guò)體允。許值，可調(diào)整（b）液層阻力

hl

—?dú)怏w通過(guò)液（c）克服液體表面張力阻力hσ②塔板阻力的計(jì)算和校核塔清板液阻柱力高：塔度板表阻示力：hf包括以下幾部分:（a）干板阻力h0—?dú)怏w通過(guò)板（a）干板阻力h0d0/C0塔板孔C0—

孔流系數(shù)（b）液層阻力hl查圖求充氣系數(shù)β（c）克服液體表面張力阻力（一故塔板說(shuō)阻明力：：若塔板阻力過(guò)大，③可降增液加管開(kāi)孔率或降低堰高。液降泛液校管核中清液柱高度(m)（a） 液面落差Δ一般較小，可不計(jì)。當(dāng)不可忽略時(shí)，一般要求：（bΔ）<0.液5h體0

通過(guò)降液管阻力hd包括底隙阻力hd1和進(jìn)口堰阻力hd2。無(wú)進(jìn)口堰時(shí)：泡沫泡層沫高層相對(duì)密度：對(duì)度不易起泡易物起系泡，要求：物系，說(shuō)明：若泡沫高度過(guò)大，可減④小塔液板體阻在力降或液管增中大停塔留板時(shí)間間距校。核停目留的時(shí)：避免嚴(yán)重的氣泡夾帶。間要：說(shuō)求明：：停留時(shí)間過(guò)小，可增加降（a）計(jì)算嚴(yán)重漏液時(shí)干板阻力⑤嚴(yán)重漏液校核漏液點(diǎn)氣速u0

′

：發(fā)生嚴(yán)重漏穩(wěn)定系數(shù)：（b）計(jì)算漏液點(diǎn)氣速u0

′要說(shuō)明求：如果穩(wěn)定系數(shù)k過(guò)小，v（6）塔板的負(fù)荷性能圖——①確定過(guò)塔量板液的沫操夾作帶