板式塔的分类及应用
第3章 塔设备(夏青版)
鼓泡状 蜂窝状 气液接触方式有四种： 泡沫状 喷射状
这两种气液接触方式才能使气液两相在设备中要有良好 的接触。接触充分，接触面要大，相界面不断更新。
2、 塔板压降 --单板压降 不要过大或过小
气体通过塔板时的总压降包括干板压
降、板上充气液层的静压强及液体表
面张力引起的压降。
不良后果： 单板压降过大
1）散装填料： （1）拉西环
1914年诞生 现已淘汰！
2.
塔设备的类型
其结构形式基本上可以分为板式塔（逐级接触式） 和填料塔（连续接触式）两大类 。
吸收剂
微分接触：气、 液两相的浓度呈
连续变化。气相
气体混合物
为连续相，液相
为分散相。
级 式接触 ： 气、 液
液相
两 相逐级 接触 ， 气
相 为分散 相 ，液 相
为 连续相 ，两相 的
组 成呈阶 跃变化 ，
同样一个相当于50块板的填料
塔，它在正常操作下，其全塔压
熟的经验。
降只有3-13kPa 。
（2）结构简单
其主体构件即塔体和填料两部分。但值得一提
的是，需解决填料塔的工程放大问题。研究表明，液体分布器通 常能决定塔操作的好坏，特3）通量大 一般板式塔的开孔率均在40％-60％之间，而填
2. 筛板
一般工业中使用的
筛板孔径是3-8mm，
近年来采用大孔径
(l0-25mm)的筛板。
特点：结构简单，造价低廉，气体压降小，生产 能力和板效率均较高。 但操作弹性小，小孔易堵塞。
垂直筛板
两相流动特点：提供
更大的不断更新的接触
表面，强化
传质过程； 气液由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速 度为零，降低了液沫夹带量，垂直筛板可获得较高 的塔板效率和较大的生产能力。
板式塔的构造
泡罩塔板
板式塔的结构板式塔结构特点
板式塔是逐级接触，混合物浓度发生
阶跃式变化，而填料塔则不同，气、
液两相是微分接触，气、液的组成则
发生连续变化。
板式塔结构如图所
示。
塔体为一圆式筒体，塔体内装有
多层塔板。
塔板设有气、液相通道，
如筛孔及降液管、底隙、溢流堰等。
气、液相流程
再沸器加热釜液产生气相在塔内逐
级上升，上升到塔顶由塔顶冷凝器冷
凝，部分凝液返回塔顶作回流液。
液
体在逐级下降中与上升气相进行接
触传质。
具体接触过程如图所示。
液
体横向流过塔板，经溢流堰溢流进入
降液管，液体在降液管内释放夹带的。
《化工原理》电子教案 板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算教案章节：一、板式塔的概述教学目标：1. 理解板式塔的定义及其在化工过程中的作用。
2. 掌握板式塔的分类和基本结构。
教学内容：1. 板式塔的定义及作用2. 板式塔的分类a) 固定床板式塔b) 流动床板式塔c) 喷射塔3. 板式塔的基本结构a) 塔体b) 塔板c) 塔内件教学方法：1. 采用讲授法，介绍板式塔的基本概念、分类和结构。
2. 利用图片和示意图，展示板式塔的内部结构和工作原理。
3. 通过案例分析，使学生了解板式塔在化工过程中的应用。
教学评估：1. 课堂问答，检查学生对板式塔概念的理解。
2. 绘制板式塔的结构示意图，检查学生对板式塔结构的掌握。
教案章节：二、板式塔的工艺设计计算教学目标：1. 掌握板式塔的工艺设计计算方法。
2. 能够根据实际情况选择合适的板式塔。
教学内容：1. 板式塔的工艺设计计算方法a) 计算塔内件尺寸b) 计算塔内流体流动参数c) 计算塔的传质效率2. 板式塔的选择依据a) 塔内压力降b) 塔内液气比c) 塔的分离效果教学方法：1. 讲解板式塔工艺设计计算的基本方法。
2. 利用实例，演示板式塔工艺设计计算的步骤。
3. 分析不同板式塔的优缺点，引导学生根据实际情况选择合适的塔型。
教学评估：1. 课堂问答，检查学生对板式塔工艺设计计算方法的理解。
2. 设计实际案例，让学生运用板式塔工艺设计计算方法进行计算。
教案章节：三、固定床板式塔的设计计算教学目标：1. 掌握固定床板式塔的设计计算方法。
2. 能够进行固定床板式塔的工艺设计。
教学内容：1. 固定床板式塔的设计计算方法a) 计算塔内件尺寸b) 计算塔内流体流动参数c) 计算塔的传质效率2. 固定床板式塔的工艺设计a) 确定塔板类型b) 计算塔板间距c) 计算塔内压力降教学方法：1. 讲解固定床板式塔的设计计算方法。
2. 利用实例，演示固定床板式塔的设计计算步骤。
3. 分析不同塔板类型的优缺点，引导学生选择合适的塔板类型。
精馏塔的介绍
无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将混合物分离为具有一定量的高纯度产品。
在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。
精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。
②填料塔，气液两相作连续逆流接触。
一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。
进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
塔板的分类板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。
板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆储有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。
板式塔种类繁多，通常可分类如下：按塔板结构分，有泡罩板、筛板、浮阀板、网孔板、舌形板等等。
历史上应用最早的有泡罩塔及筛板塔，20世纪50年代前后，开发了浮阀塔板。
现应用最广的是筛饭和浮阀塔板，其他不同型式的塔板也有应用。
一些新型塔板或传统塔板的改进型也在陆续开发和研究中。
按气液两相的流动方式分，有错流式塔板和逆流式塔板，或称有降液管塔板和无降液管塔板。
有降液管塔板应用极广，它们具有较高的传质效率和较宽的操作范围；无降液管的逆流式塔板也常称为穿流式塔板，气液两相均由塔板上的孔道通过。
塔板结构简单，整个塔板面积利用较充分。
常用的有穿流式筛板、穿流式栅板、穿流式波纹板等。
按液体流动型式分，有单流形、双流形、U形流形及其他流形(如四流形、阶梯形、环流形等)。
单流形塔板应用最为广泛，它结构简单，液流行程长，有利于提高塔板效率。
但当塔径或液量过大时，塔板上液面梯度会较大，导致气液分布不均，或造成降液管过载，影响塔板效率和正常操作。
浅谈塔设备的分类及性能
板式塔
图1板式塔
板式塔
特点：逐板操作 ，适用于快速和中速反
应过程
优点：可采用最小的液体流速进行操作，
从而获得极高的液相转化率;气液剧烈接触， 气液相界面传质和传热系数大 缺点：反应器结构复杂，气相流动压降大， 且塔板需要用耐腐蚀材料制作
板式塔
塔板类型
错流塔板 ：结构如图2，板间有专供液体 流通的降液管( 又称溢流管) 。
板式塔
泡罩塔
图4泡罩塔操作示意图
板式塔
泡罩塔
每层塔板上装有若干短管作为上升气体通道, 称为升气管。由于升气管高出液面, 故板上液 体不会从中漏下。升气管上复以泡罩, 泡罩下 部周边开有许多齿缝。操作条件下, 齿缝浸没 板上液层中, 形成液封, 如图4 所示。上升气 体通过齿缝被分散成细小的气泡或流股进入 液层。板上的鼓泡液层或充气的泡沫体为气液两相提供了大量的传质界面。液体通过降 液管流下, 并依靠溢流堰以保证塔板上存有一 定厚度的液层。
图3
板式塔
逆流塔板的特性：这种塔板结构简单, 板上 无液面落差, 气体分布均匀, 板面利用充分, 可 增大处理量及减小压强降, 但需要较高的气速 才能维持板上液层, 操作弹性差且效率较低
板式塔
常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、 舌形喷射塔以及新发展起来的一些新型塔和 复合型塔( 如浮动喷射塔、浮舌塔、压延金属 网板塔、多降液管筛板塔等) 。
图2
板式塔
错流塔板的特性：适当安排降液管的位置 及堰的高度, 可以控制板上液体流径与液层高 度, 从而获得较高的效率。但是降液管大约占 去塔板面积的20% , 影响了塔板的生产能力; 而且, 液体横过塔板时要克服各种阻力, 降低 分离效率。
板式塔
逆流塔板 ：结构如图3， 板间不设降液管, 气、液同时由板上孔道逆向穿流而过, 故又称 穿流塔板。
板式塔知识点总结
板式塔知识点总结一、板式塔的定义板式塔是一种结构设计较为简单、造型独特的建筑物，通常用于提供通讯、电视信号传输或风力发电等用途。
它由一系列横向和纵向的钢板构成，通过捆绑或焊接在一起形成一个整体。
二、板式塔的结构1. 基础结构：板式塔的基础结构通常是混凝土浇筑的抗震支撑基座，用于支撑塔体，使其稳定立于地面。
2. 主体结构：板式塔的主体结构通常是由角钢、横向钢板和纵向钢板构成的，通过螺栓、焊接或捆绑在一起形成一个稳定的整体。
3. 附件结构：板式塔的附件结构包括横梁、支撑杆、拉索等，用于增强塔体的稳定性和承载能力。
三、板式塔的分类1. 通讯塔：通讯塔通常用于支撑通讯天线、微波天线等设备，为无线通讯提供信号传输服务。
2. 电视塔：电视塔用于支撑电视信号发射天线，为广播电视信号的传输提供服务。
3. 风力发电塔：风力发电塔用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光塔：观光塔通常建造在风景名胜区，供游客观光娱乐之用。
四、板式塔的优点1. 结构简单：板式塔采用钢板构成，结构简单，安装方便快捷。
2. 空间利用率高：板式塔的结构设计紧凑，能够在较小的基地面积上提供较大的通讯或发电服务范围。
3. 耐风抗震性能优异：板式塔能够在恶劣天气条件下保持稳定，具有良好的抗风抗震性能。
4. 维护成本低：板式塔不需要经常性的维护，使用寿命长，维护成本低。
5. 美学性好：板式塔的造型独特，可以成为城市的地标建筑，具有一定的美学价值。
五、板式塔的应用领域1. 通讯行业：板式塔被广泛应用于通讯行业，用于支撑通讯天线、微波天线等设备，提供信号传输服务。
2. 电力行业：板式塔作为高压输电线路的一种支撑结构，被广泛应用于电力行业，用于支撑输电线路。
3. 新能源领域：板式塔被用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光旅游业：板式塔可以建造在风景名胜区，成为一种观光旅游设施。
六、板式塔的设计与施工1. 设计：板式塔的设计首先要考虑塔体的高度、承载能力、抗风抗震性能等因素，然后进行结构设计和材料选型。
板式塔的种类
板式塔分类
泡罩塔 单溢流型 筛板塔 按液体流动路径 按塔板结构 双溢流型 浮阀塔 舌型塔
错流式（有降液管） 按气液两相流动方式 逆流式（无降液管）
板式塔结构
泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 板塔） 板式塔无降液管塔（穿流式筛 导向筛板塔 舌形塔 斜喷型塔 浮动舌形塔
新型塔板介绍
优 点
筛板塔 1、结构简单，制造容易，造价低。 2、塔板效率较高，生产能力大。
3、大孔径筛板对物料的适应性强，不易堵 塞。
缺 点
1、操作弹性小，需保持较稳定的气、液流 速，否则会造成漏液或气液接触不良。 2、小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、 粘性大的和带固体颗粒的料液。
新型塔板介绍
新型塔板介绍
舌形塔板
塔板上设有倾斜的舌孔，使喷出气流的方向接近水平，因而雾 沫夹带大为减少，同时气流对液流有推进作用，因此气液流通 过能力均较高；但由于塔板上液层太薄，板效率显著降低。 斜孔塔板 由中国开发，它的结构特点是使舌孔的开口方向与液流垂 直，相邻两排的开孔方向相反，这样既允许较大气速且液层不 会过薄，保证高效率。
网孔塔板 由冲有倾斜开孔的薄板组成，板上还装有几块拦截液流的碎流 板,以阻止液体被连续加速,这是一种气液通过能力大,而板效率 无明显降低的新塔板。
塔板介绍
林德筛板 专为真空精馏设计的高效率低压力降塔板,结构特点是在整个筛板上 设置一定数量的导向筛孔，在塔板入口处设置斜台。林德筛板利用 部分气体的动量推动液体流动，以抵消液体流经塔板因受到流动阻 力而形成的水力坡度，均匀降低液层，减少气液两相在空间上的反 向流动和不均匀分布,因此既降低塔板压力降,又提高塔板效率。斜 台的作用是避免低气速下在塔板入口处发生漏液现象。
塔器及塔内件介绍
塔器及塔内件介绍一、塔器1.塔器：是进行气相和液相或液相和液相间物质传递的设备。
2.塔器的分类：按结构分板式塔和填料塔两大类。
3.板式塔：内设有一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相接触进行物质传递。
可根据气液操作状态分为鼓泡式塔板，如浮阀、泡帽、筛板等塔板和喷射式，如网孔、舌形等塔板。
又可以根据有无降液管分为溢流式塔板（泡帽等）和穿流式（穿流式栅板和穿流式筛板等）。
4.填料塔：内装有一定高度的填料，液体沿填料自上向下流动，气体由下向上同液膜逆流接触，进行物质传递。
常应用于蒸馏、吸水、萃取等操作中。
根据结构特点分为乱堆填料（阶梯环、鲍尔环等颗粒填料）和规则填料（网波纹填料和波板纹填料）5.填料塔的结构特点填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
(完整)板式塔
板式塔一、板式塔的概念、用途、示意图板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。
用途：广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程.操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。
每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。
板式塔结构示意图如右图：塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以下三个部分组成：1 气体通道为保证气液两相充分接触2 溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面3 降液管使液体有足够的停留时间二、各类型塔板的结构及其特点：按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板为塔内气、液两相成错流流动,即液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。
逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。
这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层,操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少.常见塔板泡罩塔板 Bubble-cap tray泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。
罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。
塔下方的气体经升气管进入罩内之后，折向下到达罩与管之间的环形空隙,然后从罩下沿的小孔或齿 缝分散气泡而进入板上的液层。
优点：弹性大、操作稳定可靠。
缺点:结构复杂,成本高，压降大.对于大直径塔，塔板液面落差大,导致塔板操作不均匀。
现状：近二、三十年来已趋于淘汰三、板式塔的工艺设计筛板塔化工设计计算 （1）塔的有效高度 Z已知：实际塔板数 N P ； 塔板间距 H T ；有效塔高：塔体高度=有效高+顶部+底部+其他塔板间距和塔径的经验关系：（2）塔径确定原则: 防止过量液沫夹带液泛 步骤： 先确定液泛气速 uf (m/s ）； 然后选设计气速 u ； 最后计算塔径 D.① 液泛气速pT N H Z ⋅=VVLf C u ρρρ-=2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=σC CC ：气体负荷因子,与 HT 、 液体表面张力和两相接触状况有关. 两相流动参数 FLV ：② 选取设计气速 u 选取泛点率： u / u f一般液体， 0.6 ～0。
塔器设计时应具备那些知识点
一、塔器的分类及用途1.塔设备的作用：2.塔器的分类:①按操作压力分②按单元操作分③按内件结构分：填料塔和板式塔3.填料塔的结构：①塔体②支座③人孔或手孔④吊柱及扶梯⑤操作平台⑥填料⑦除沫器，等等4.板式塔的结构：①塔体②支座③人孔或手孔④吊柱及扶梯⑤操作平台⑥塔盘等。
5.填料塔使用场合：①分离程度要求高的情况②具有腐蚀性的物料的情况③容易发泡的物料的情况6.板式塔使用场合：①液相负荷较小时②含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料等。
二、填料塔1.填料塔的特点：2.填料分类：散装填料和规整填料散装填料的分类：（1）环形填料（2）开孔环形填料（3）鞍形填料（4）金属环矩鞍填料规整填料分类：（1）丝网波纹填料（2）板波纹填料填料的选用：3.液体的分布器分类：（1）管式液体分布器：重力型和压力型（2）槽式液体分布器（3）喷洒式液体分布器（4）盘式液体分布器4. 液体的分布器作用：5. 了解填料支撑的种类，结构三、板式塔的种类1、泡罩塔的结构优点：缺点：2、浮阀塔的结构优点：缺点：3、筛板塔的结构优点：缺点：4、无降液管塔5、导向筛板塔6、斜喷型塔四、板式塔的塔盘1、板式塔的塔盘分类：溢流型和穿流型2、板式塔的塔盘结构分类：①整块式塔盘：定距管式塔盘和重叠式塔盘②分块式塔盘3、塔盘支撑结构种类，结构五、塔设备的附件1、除沫器的作用：2、常用的除沫装置：丝网除沫器、折流板式除沫器、旋流板除沫器3、吊柱的结构: 六、塔设备的计算塔设备的各种载荷，计算中需要知道设计哪些载荷塔设备标准的适用范围，什么样的设备，才算是塔设备设计压力，设计温度如何考虑材料的选择，负偏差，腐蚀裕量，最小厚度1.了解塔设备的受力模型，塔设备受力模型的理论基础地震受力模型地震水平力如何计算，地震垂直力如何计算；什么情况下考虑地震垂直作用力地震弯矩如何计算多质点的地震弯矩是如何叠加的风载受力模型风作用力的计算风弯矩的计算地震作用和风载作用是如何叠加的2.塔设备强度计算包括哪些步骤3.塔的固有周期，振型的概念是什么，又是如何参与到塔设备计算中的七、塔设备零部件1.裙座1.1裙座材料的选择，地脚螺栓的选择，许用应力的确定1.2裙座的类型，每种类型适用场合，每种结构有何要求1.3裙座与塔壳的连接形式，焊缝有和要求1.4排气孔，排气管和隔火圈的规格数量的确定1.5裙座上面引出管的结构如何设计1.6检查孔规格，数量的确定1.7地脚螺栓座的结构有哪些，每种结构尺寸如何确定的2.塔壳通常包括的元件有哪些，塔壳结构有哪些3.静电接地板如何设置4.地脚螺栓模板的用途，结构如何考虑5.设置吊柱的目的（分段塔可不设置吊柱），结构尺寸的确定6.塔设备吊耳如何选择，如何计算八、设备法兰（专题讨论）1）设备法兰的类型，以及各种类型的优缺点，各适用什么场合2）设备法兰的标准号，在选用标准设备法兰需要注意什么3）非标设备法兰如何计算，结构尺寸如何确定，怎样才算是最优设计4）设备法兰材料有哪些，如何选择5）设备法兰的制造，法兰的制造技术要求有哪些九、螺栓和螺母，1）螺栓材料选择，标准的选择，载荷计算2）螺栓长度计算十、垫片1）常用法兰垫片种类及其适用范围2）垫片的特征参数“m”，"y”表达什么意义，与法兰计算有何关系十一、管法兰（专题讨论）1）管法兰有哪些标准，标准之间有哪些差异，如何选用适合的标准，选标准法兰需要注意哪些事项2）非标管法兰如何设计3）法兰盖上面如何考虑开孔削弱4）管法兰的螺栓螺母如何选材料，如何确定长度十二、开孔和开孔补强1）补强结构（补强圈补强、厚壁接管补强和整体锻件补强）2）分别介绍每种补强结构的优点、缺点和适用场合等3）开孔补强的计算方法有哪些4）凸形封头上面的开孔补强需要注意哪些5）开孔与焊接缝距离有哪些要求，如果不满足需要如何处理6）开孔补强计算时，计算壳体有效厚度时，为何焊缝系数取1塔设备人孔和手孔的分布：十三、材料方面1）是否需要按照容规进行复检2）材料是否需要进行UT%, II级合格3）是否需要冲击试验4）什么晶间腐蚀，如何防止5）什么是间隙腐蚀，如何防止6）什么是应力腐蚀，如何防止7）什么是点腐蚀，如何防止十四、制造方面1）是否需要制备焊接试板2）是否需要热处理3）角焊缝是否需要打磨光滑4）是否需要冲击试验十五、检验方面要求1）A/B类焊缝如何检查2）C/D类焊缝如何检查3）水压试验如何进行，怎样才算合格4）气压试验如何进行，怎样才算合格5）什么情况下需要做气密试验美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。
塔器的分类
目前表面强化的方法主要有三种：表面压制成规则的条型纹路；表面
压有穿透的微孔（0.4mm）；波纹板是用拉轧成网状的金属薄板制造。
表－7 金属板波纹填料特性
型号
125Y 250Y 350Y 500Y
比表面积 a m2/m3 125 250 350 500
空隙 率 ε ％
98.5 97 95 93
重度* kg/m3 200 400 280 400
比表面积 a m2/m3
109.2 154.3 220
空隙率ε ％
0.95 0.94 0.93
干填料因 子 a/ε3
m－1
127.4 185.8 273.5
表－6 格栅填料的几何特性
尺寸
板厚
mmxmm mm
60X57 2
堆积重度*γP kg/m3
272.2
比表面积 a m2/m3 40.66
空隙率ε ％ 98.2
1.负荷能力大,常用的板波纹填料的 F 因子为 1.8～3;2.传 质效率高,每米理论板数 1.2～4.5 块;3.阻力小,每理论板压 降为 55～164Pa
3、塔器内件的选择原则 对填料塔与板式塔应用的选择，应根据生产工艺条件，如系统的物性 、 操作条件、操作方式，以及技术经济性能等综合考虑。一般情况下应 考虑如下方面 1） 对于腐蚀性物系，通常选用填料塔。因为填料可以选用耐腐蚀
10 HTV 船形 1982 浮阀塔板
11 顺排 条阀 1984 塔板
石油大学
洛阳石化工 程公司
1. 处理能力比 F1 型浮阀高 20％以上;2.塔板效率比 F1 型 浮阀高 5％左右;3.塔板压降与 F1 型浮阀相当 1.塔板压降比 F1 型浮阀低 200Pa;2.处理能力比 F1 型浮阀 高 20％;3.塔板效率 F1 型浮阀高 15％;4.操作弹性为 F1 型 浮阀的 1.1 倍
精馏塔设备
9 —气体入口
4、设备管道：人孔、接管等。 10 —裙座
5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、11 —釜液出口
平台等。
12 —出入口
板式塔简介
板式塔分类
按塔板结构：筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、舌形 塔等。筛板塔和浮阀塔应用最广。
按气液两相流动方式：错流板式塔、逆流板式 塔。错流板式塔有降液管。
错流式
逆流式
谢谢大家！
典型结构：分配锥、玫瑰式壁流收集再分 布器。
填料塔的液体再分布器 分配锥
玫瑰式壁流收集再分布器
填料塔的液体再分布器
D0 D1
踏 实 ， 奋 斗 ，坚持 ，专业 ，努力 成就未 来。20.12.1020.12.10Thursday, December 10, 2020
弄 虚 作 假 要 不得， 踏实肯 干第一 名。11:42:1311:42:1311:4212/10/2020 11:42:13 AM
反应塔、干燥塔等。 (3) 按内件结构分：填料塔、板式塔。
板式塔：逐级（板）接触的气液传质设备。气体自塔底向上以鼓泡 或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气—液相密切接触而进行传质与传 热，两相的组份浓度呈阶梯式变化。塔板是气液接触和传质的基本构件。
填料塔：微分接触型气液传质设备。液体在填料表面呈膜状自上而 下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相间 的传质和传热。两相的组份浓度或温度沿塔高呈连续变化。填料是气液 接触和传质的基本构件。
冲击型
反射板式喷淋器
各种喷淋装置动画>>>
填料
填料是填料塔的核心内件，提供气-液两相 接触的传质和换热表面，与塔的其它gt;
填料塔的支承结构
作用：支承填料 设计要求：足够的强度、刚度以及足够的
板式塔分类及应用
板式塔分类及应用板式塔，又称泡沫板塔，是一种常用的气液分离设备。
其工作原理是将气体和液体通过塔板来实现相互接触与分离。
板式塔结构简单、操作便捷，广泛应用于化工、石油、冶金、环保等领域。
根据不同的工艺要求和分离效果，板式塔可分为多种类型。
以下将从结构分类和应用领域两个方面详细介绍板式塔的分类及应用。
1. 结构分类：(1)重力流板式塔：重力流板式塔是最常见的板式塔类型。
其特点是气体与液体在板上的接触是靠重力引起的，通过自然下落实现传质和分离。
在重力流板式塔中，板上呈现大量的层板结构，通过改变板数和安装方式，可调节气液分离效果。
重力流板式塔被广泛应用于气体分离、脱硫、脱盐、除尘等工艺中。
(2)气体增强型板式塔：气体增强型板式塔是在重力流板式塔的基础上改良而来的一种形式。
其主要特点是在板上安装了增强器，能够提高气体速度和传质效果。
气体增强型板式塔广泛应用于污水处理、废气处理等工艺中。
(3)气液混合型板式塔：气液混合型板式塔的主要区别在于板上设置了气液混合装置，实现了气液的混合和均匀分布，提高了传质效果。
气液混合型板式塔常用于吸收液的添加，提高吸收效果。
(4)湿式板式塔：湿式板式塔又称湿式洗涤塔，是一种以水为媒介进行气体净化处理的设备。
湿式板式塔主要利用水对气体含有的有害物质进行吸收、净化和处理。
常见的湿式板式塔有喷雾塔和冷凝塔等。
2. 应用领域：(1)化工领域：板式塔在化工领域的应用非常广泛。
例如，重力流板式塔可用于分离空气中的氮、氧、氩等气体；同时，重力流板式塔也可用于各种化学反应的物料分离和提纯。
(2)石油领域：在石油炼制过程中，板式塔常被用于原油分馏、汽油净化、脱硫、脱盐等环节。
通过合理设置板数和板间装置，可以实现原油的分级筛选和各种石油产品的提纯。
(3)冶金领域：冶金工业中也广泛应用板式塔，特别是重力流板式塔。
例如，在炼铁过程中，板式塔用于去除高炉煤气中的硫化氢、氨等有害气体，净化煤气以提高冶炼效率。
填料塔及板式塔的区别
筛板
效率较高，成本低
安装要求水平,易堵, 操作范围窄 操作范围窄，效率较 低 操作范围比浮阀塔和 泡罩塔窄
舌形板
结构简单,生产能力 大 生产能力大,效率高
斜孔板
三、填料塔的结构及填料特性
1.填料塔的结构 填料层：提供气液接触的场所。 液体分布器：均匀分布液体，以避免发生沟流现象。 液体再分布器：避免壁流现象发生。 支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。 除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。
塔板类型 泡罩板 优点 较成熟，操作范围宽 缺点 结构复杂，阻力大， 生产能力低 采用丌锈钢，浮阀易 脱落 适用范围 某些要求弹性好的特 殊塔 分离要求高,负荷变 化大;原油常压分馏 塔 分离要求高,塔板较 多;化工中丙烯塔 分离要求较低的闪蒸 塔 分离要求高，生产能 力大
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浮阀板
效率高，操作范围宽
安装在填料层上端。作用是保持填料层为一高度固定的床层， 从而保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，防止在高 压降、瞬时负荷波动等情况下，填料层发生松动或跳动。 分为： 填料压板。自由放置于填料上端，靠自身重量将填料压紧。适 用于陶瓷、石墨材质的散装填料。 床层限制板。固定在填料上端。
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3. 填料的类型及性能评价
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⑤球型： 球体为空心，气体和液体从其内部经过。由于球体 结构的对称性，填料装填密度均匀，丌易产生空穴 和架桥，故气液分散性能好。 常采用塑料材质。一般用于特定场合，工程上应用 较少。
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规整填料
规整填料一般由波纹状的金属网丝或多孔板重叠而成。 使用时根据填料塔的结构尺寸，叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆 筒形在塔内砌装。 优点：空隙大，生产能力大，压降小。流道规则，只要液体初始分布 均匀，则在全塔中分布也均匀，因此规整填料几乎无放大效应，通常 具有很高的传质效率。 缺点：造价较高，易堵塞难清洗，因此工业上一般用于较难分离或分 离要求很高的情况。
化工过程设备设计教学课件：第七章塔设备7.1-7.2塔设备的作用与分类及填料塔与板式塔简介
《过程设备设计》
目录
7.1 塔设备的作用与分类 7.2 填料塔与板式塔简介 7.3 塔设备的选型 7.4 塔设备的设计 7.5 塔设备的振动
1
塔设备的作用与分类
石化装置中的塔林
7.1 塔设备的作用与分类
（1）塔设备作用 重要的单元操作设备。 实现气（汽）—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到 相际间进行传质及传热的目的。 石油化工、煤化工、医药、食品等行业有广泛应用。 例如，在炼油和煤化工中，塔设备投资占所有工艺设备总投 资的34.85%；在30万吨乙烯装置中，塔设备所占的质量比 例高达25.3%。
谢谢观赏
《过程设备设计》
气体通过每层板上液层时，形成气泡与液沫，泡沫可为两相
接触提供足够大的相际接触面，有利于相间传质。
板式塔
板式塔结构简图
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板式塔
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7.2 填料塔与板式塔简介
（2）塔设备的结构 无论是填料塔还是板式塔，除了各种内件之外， 均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、 吊柱及扶梯、操作平台等组成。
甲醇酒精回收塔
（2）塔设备分类
按操作 压力
加压塔 常压塔 减压塔
按内件 结构
填料塔 板式塔
按单元 操作
精馏塔 吸收塔 萃取塔 干燥塔
最常用的分类方法
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填料塔与板式塔简介
7.2 填料塔与板式塔简介
（1）填料塔
简图1 简图2
填料塔为连续(或称微分)接触式的气液传质设备。 在圆筒形的塔体内部，分段装有若干段填料，填料堆积于支撑装置上。 液体由塔顶入口管进入分布器，均匀喷淋在填料表面上并在重力作用下向 下流动，气体在压强差的推动下，由支承板下方气体入口管进入塔内，通 过填料间的空隙由塔的顶部排出。 填料塔内气液两相呈逆流流动，气体和液体在填料表面上进行传质和传热， 两相的组成沿塔高连续变化。
塔盘的分类及结构特点
塔盘的分类及结构特点塔盘是化工设备中的一种，用于在精馏、吸收、萃取等过程中进行质量和能量的交换。
根据塔盘的不同特点，可以将其分为不同的类型。
下面，就来介绍一下塔盘的分类及结构特点。
一、塔盘的分类：1、板式塔盘：板式塔盘是最常见的一种塔盘，通常由一系列水平面板组成。
水平面板被置于填料层之上，并用一些横向的支撑梁固定在壁上。
板式塔盘通常有很大的干孔率，这为液体和气体的流动提供了很好的支撑。
2、流程板塔盘：流程板塔盘和板式塔盘的设计很相似。
不同之处在于，流程板塔盘上有一定的交错流动路径，通常称为流程道。
由于流程板塔盘较板式塔盘更加承载，所以在工业生产中使用更广泛。
3、泡沫塔盘：泡沫塔盘是一种较新型的塔盘，主要材料是泡沫塑料。
这种塔盘相对于传统的板式塔盘而言，重量轻、容积大、成本低、装拆方便、运输快捷。
泡沫塔盘的应用范围广泛，适用于不同的工作环境和流态的多相反应。
4、多级塔盘：多级塔盘是由多个密封的圆盘组成的，相互之间是垂直的，压力几乎相等。
圆盘上不仅有孔，也有切口，圆盘形式也是多样化的。
多级塔盘可类比为具有多个板式塔盘的平行串列，多级塔的高度小于板式塔盘的高度，而剖面积却更大。
二、塔盘的结构特点：1、为了提高传质效率，衬垫材料是塔盘的一个重要元素。
塔盘的衬垫包括填料和堆积物，其主要功能是增加表面积，提高液体与气体间的接触。
2、塔盘在起分液和增加分馏的过程中，需要控制塔内的液位。
因此，在塔盘上加装的界面边缘通常是高圆锥形的。
3、为了在塔盘间保持均匀的液流分布，塔盘上通常还会设置各类液流器件，如溢流管、洗涤器、倒流槽等。
4、为了保证塔盘的结构强度，塔盘上还会装备一些支撑装置，而这些支撑装置通常采用不锈钢及耐腐蚀的合金材料。
总之，塔盘是一种十分重要的化工设备，在工业生产中有广泛的应用。
通过对塔盘的分类及结构特点的介绍，我们可以更加深入地了解塔盘的组成和设计原理，这对我们加深化工学习中的理解，拓宽我们的知识面将有所帮助。
板式塔降液管类型
板式塔降液管类型（原创实用版）目录1.板式塔降液管类型概述2.板式塔降液管的分类3.板式塔降液管的工作原理4.板式塔降液管的应用领域5.板式塔降液管的优缺点分析正文一、板式塔降液管类型概述板式塔降液管是一种在化工、石油、冶金等行业中广泛应用的设备，主要用于实现液体与气体的分离和物质的提纯。
板式塔降液管类型多样，可以根据不同的工作原理和结构特点进行分类。
二、板式塔降液管的分类根据降液管的结构和工作原理，板式塔降液管可分为以下几类：1.泡罩降液管：泡罩降液管是一种常见的板式塔降液管类型，其特点是在塔内设置一个或多个泡罩，使液体在泡罩内产生泡沫，从而增加液体与气体的接触面积，提高物质分离效果。
2.喷射降液管：喷射降液管是通过在塔内设置喷嘴，将液体喷射成雾状，以增加液体与气体的接触面积，从而提高物质分离效果。
3.填料降液管：填料降液管是在塔内设置填料层，使液体在填料层上流动，形成液体薄膜，从而实现气体与液体的分离。
4.复合降液管：复合降液管是将多种降液管类型相结合，以充分发挥各自的优点，提高物质分离效果。
三、板式塔降液管的工作原理板式塔降液管的工作原理主要是利用气体与液体之间的密度差，使气体上升，液体下降，从而实现二者的分离。
在塔内，液体通过降液管从塔顶流入，气体从塔底进入，二者在塔内形成泡沫层，通过泡沫层的接触和传质，实现物质的分离和提纯。
四、板式塔降液管的应用领域板式塔降液管广泛应用于化工、石油、冶金等行业，主要用于气体吸收、液体萃取、物质提纯等过程。
例如，在炼油行业中，板式塔降液管可用于油品的脱蜡、脱水等过程；在化工行业中，板式塔降液管可用于酸碱吸收、溶剂萃取等过程。
五、板式塔降液管的优缺点分析优点：1.结构简单，操作方便，维护成本低；2.传质效率高，分离效果好；3.可根据工艺要求进行定制，适应性强。
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板式塔的分类及应用
板式塔是一种常见的化工设备，主要用于气体和液体之间的质量传递。
它采用分层堆填法，在塔内设置大量的填料来增加气体与液体之间的接触面积，从而提高质量传递效率。
板式塔广泛应用于石油化工、化学工程、环保等领域。
根据不同的应用需求，板式塔可以分为几种不同的类型。
一、按照结构形式分类
1. 雨淋板式塔：雨淋板式塔是最基本的板式塔结构，由一个整体的塔壳和内部的填料层构成。
不同层次之间通过在塔壳内设置的雨淋板与管束连接，以保证液体沿着填料层均匀分布，提高气液质量传递效率。
这种类型的板式塔结构简单，容易开拆和清洗，被广泛应用于一些气体的吸收和除尘过程中。
2. 板板式塔：板板式塔是一种比较常见的板式塔结构，它是由多个密封的板层堆叠在一起构成的。
其中每层板之间间隔一定的距离，形成了多个小的塔室。
气体从底部进入第一个塔室，然后逐渐向上流动，最终通过板层间的孔洞进入到塔顶，而液体则从塔顶通过喷淋装置均匀地洒在每个板层上，形成均匀的液膜，气液之间进行传质。
这种结构的板式塔具有较高的传质效率和较大的处理量，可应用于气体的吸收、脱硫等工艺中。
3. 蜂窝式板式塔：蜂窝式板式塔是将多个蜂窝状的填料垂直堆放在塔内，形成了多个小的蜂窝室。
气体从塔底部进入，通过蜂窝室之间的孔洞，在不同的填料层之间进行传质。
与其他类型的板式塔相比，蜂窝式板式塔具有较大的表面积和较低的压降，适用于一些对压降要求较高的气液传质过程中。
二、按照填料特征分类
1. 海绵板式塔：海绵板式塔是利用聚合物海绵作为填料，采用海绵精细结构特点以及高比表面积，实现气液分离传质的设备。
海绵板式塔具有体积小、重量轻、透气性好等特点，广泛应用于炼油、化工等领域。
2. 金属填料板式塔：金属填料板式塔是利用金属丝网编织成的填料来提高板式塔的传质效率。
金属填料板式塔具有良好的耐腐蚀性、机械强度高等特点，适用于对腐蚀性介质进行处理的工艺。
3. 塑料填料板式塔：塑料填料板式塔是利用塑料制成的填料来代替传统的金属填料，具有较低的成本和优异的化学稳定性，广泛应用于石油化工、环保等领域。
三、按照应用领域分类
1. 吸收板式塔：吸收板式塔主要用于对气体中的特定物质进行吸收处理，常见的应用包括脱硫、脱氯、脱氧等工艺。
2. 吸附板式塔：吸附板式塔是一种利用吸附剂吸附气体中的某些成分的设备，常见的应用包括气体净化、废气处理等工艺。
3. 萃取板式塔：萃取板式塔主要用于将液体中的某些成分从气体中萃取出来，广泛应用于炼油、化工等领域。
4. 反应板式塔：反应板式塔主要用于在塔内进行气液相的反应过程，常见的应用包括酯化反应、氢氧化反应等工艺。
总结起来，板式塔根据结构形式、填料特征和应用领域的不同，可以分为雨淋板式塔、板板式塔、蜂窝式板式塔、海绵板式塔、金属填料板式塔、塑料填料板式
塔、吸收板式塔、吸附板式塔、萃取板式塔和反应板式塔等。
它们广泛应用于各个领域的气液传质、吸收、挥发、吸附和反应等工艺中，具有重要的作用。