化工原理课程设计泡罩塔
泡罩塔设计的绪论
泡罩塔设计的绪论摘要：一、泡罩塔设计概述二、泡罩塔设计原理三、泡罩塔设计要点四、泡罩塔设计应用领域五、泡罩塔设计发展趋势正文：一、泡罩塔设计概述泡罩塔是一种重要的气液分离设备，广泛应用于化工、石油、环保等行业。
其主要作用是在塔内实现气液两相的分离，从而达到净化气体、回收液体等目的。
泡罩塔设计的好坏直接影响到整个塔的性能、效率和寿命。
因此，深入了解泡罩塔的设计原理和要点，对提高塔的运行效果具有重要意义。
二、泡罩塔设计原理泡罩塔设计原理主要基于气液两相在塔内流动过程中的相互作用。
气体在塔内上升过程中，由于与液体相接触，产生了一定的液滴携带现象。
而泡罩塔内的泡罩结构使得气体流速减缓，从而使液滴得以凝聚并沿泡罩壁滑落。
经过一系列的分离作用，最终实现气液分离。
三、泡罩塔设计要点1.泡罩选型：泡罩是泡罩塔的核心部件，选择合适的泡罩形式和尺寸对塔的分离效果至关重要。
常见的泡罩形式有平板式、锥斗式、槽式等，需根据实际工艺要求选择。
2.塔板布置：合理设置塔板间距和分布，使气体在上升过程中与液体充分接触，提高分离效果。
同时，应考虑塔板的承重能力，确保塔体稳定。
3.气体分布器：选择合适的气体分布器，使气体在塔内均匀分布，有利于气液分离。
常见的气体分布器有文丘里管、喷嘴等。
4.液体分布器：合理设计液体分布器，使液体在塔内均匀分布，有利于液滴的凝聚和滑落。
常见的液体分布器有孔板、槽式分布器等。
5.进出口配置：合理设置气体和液体的进出口位置，确保塔内介质流动的平稳性和分离效果。
四、泡罩塔设计应用领域泡罩塔在以下领域得到广泛应用：1.化工行业：用于气体洗涤、溶剂回收、酸碱分离等工艺过程。
2.石油行业：用于油气分离、原油脱水等工艺过程。
3.环保行业：用于有害气体净化、废气处理等工艺过程。
4.食品工业：用于乳制品、饮料等行业的气液分离和物料浓缩。
五、泡罩塔设计发展趋势1.高效率：随着工业生产对分离效果的要求不断提高，泡罩塔设计将更加注重提高分离效率，降低能耗。
泡罩塔的工作原理
泡罩塔的工作原理
泡罩塔是一种常用于气体吸收和净化的设备，其工作原理主要基于液体吸收气体的原理。
泡罩塔通常由一个筒形塔体构成，内部安装有填料层，填料通常为由塑料或金属材料制成的大量细小颗粒。
泡罩塔内部通常设有进气管和出气管，以及进液管和出液管。
进气管用于将待处理的气体引入泡罩塔内，而出气管则用于将处理后的气体排出。
进液管用于向塔体内引入吸收液，而出液管则用于将通过填料吸收后的气体带走。
工作时，泡罩塔内的填料层提供了大量的表面积，使气体与吸收液接触面积增大。
当气体通过填料层时，气体在填料表面与吸收液接触，其中的溶解度高的组分被吸收到吸收液中。
通过填料层的多次往复接触作用，不断将气体中的污染物吸附到吸收液中。
吸收液通常是一种化学溶液，可以根据待处理气体的成分来选择适当的吸收剂。
吸收液中的化学成分可以与气体中的污染物发生反应，从而将其从气体中移除。
常用的吸收剂包括碱液、脱硫剂、氧化剂等。
通过泡罩塔的工作过程，待处理气体中的污染物被吸收液吸附和反应，从而达到净化气体的目的。
处理后的气体从出气管排放，经过处理后污染物含量明显降低。
泡罩塔盘工作原理
泡罩塔盘工作原理
答：泡罩塔是指以泡罩作为塔盘上气液接触元件的一种板式塔，其工作原理就是在泡罩塔内按一定间距水平设置若干层泡罩塔板,液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出,各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下,自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。
气、液在塔内逐板接触进行质、热交换；每层泡罩塔板上开有若干个孔,升气管上覆以泡罩,上升气体通过泡罩进入液层时,被分散成许多细小的气泡,为气液两相提供了大量的传质界面。
我还了解到泡罩塔的优点有很多，不易发生漏液现象，有较好的操作弹性，便于操作，有恒定的、较高的版效率等等都是泡罩塔的优点。
泡罩塔板的结构及作用
泡罩塔
一、泡罩塔的原理
在泡罩塔内按一定间距水平设置若干层泡罩塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。
气、液在塔内逐板接触进行质、热交换。
每层泡罩塔板上开有若干个孔，升气管上覆以泡罩，上升气体通过泡罩进入液层时，被分散成许多细小的气泡，为气液两相提供了大量的传质界面。
二、泡罩塔板的结构
泡罩塔盘由塔板、泡罩、升气管、降液管液流溢等组成。
生产中使用的泡罩形式有多种，最常用的是圆形泡罩。
三、泡罩塔的特点
1、优点
（1）不易发生漏液现象；
（2）有较好的操作弹性，便于操作；（3）有恒定的、较高的板效率；（4）塔板不易堵塞；
（5）物料的适应性强；
（7）泡罩塔具有较高的生产能力，适于大型生产。
2、缺点
泡罩塔的弱点是结构复杂，造价高，气体通过每层塔板的压降大，塔盘的安装和检修也不方便等。
四、泡罩塔的应用
只是在某些情况如生产能力变化大，操作稳定性要求高，要求有相当稳定的分离能力等要求时，可考虑使用泡罩塔。
泡罩塔当今多种优良塔板型式的比较中处于劣势，所以现在泡罩塔的应用已较少了。
化工原理第三章吸收塔设备
第三章吸收塔设备Absorbing tower equipmentξ3－1 板式塔(column of trays)ξ3－1－1 板式塔的结构ξ3－1－2 塔板的类型1．泡罩塔板2．筛孔塔板3．浮阀塔板4．喷射型塔板ξ3－1－3 板式塔的流体力学性能1．塔板上气液两相的接触状态2．气体通过塔板的压降3．塔板上的液面落差4．塔板上的异常操作现象5．塔板的负荷性能图6．板式塔的操作分析例题及解题指导ξ3－1－1 板式塔的结构(The structure of column of trays)板式塔的结构如图片3-1所示，板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰(overflow dam)、降液管及受液盘等部件构成。
【播放动画】板式塔内流体的流动3-1塔板操作示意3-2操作时，塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩(bubblehood)、筛孔(olfactory foramina)或浮阀(floatvalve)等，分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。
在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。
一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。
返回首页ξ3－1－2 塔板的类型(genre of column plate)塔板可分为有降液管式塔板（也称溢流式塔板或错流式塔板）及无降液管式塔板（也称穿流式塔板或逆流式塔板）两类，在工业生产中，以有降液管式塔板应用最为广泛，在此只讨论有降液管式塔板。
1．泡罩塔板(bubble-cap plate tower)【图片】泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其结构如图片3-2所示，它主要由升气管及泡罩构成。
化工原理课程设计 苯-甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业年级： 08级化学工程与工艺姓名：孙可（0804040118）指导老师：陈明燕2011年7 月目录一序言 (3)二板式精馏塔设计任务书五 (4)三设计计算 (5)1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)1.2 精馏塔的物料衡算 (7)1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)1.6 筛板的流体力学验算 (20)1.7 塔板负荷性能图 (23)四设计结果一览表 (29)五板式塔得结构与附属设备 (30)5.1附件的计算 (30)5.1.1接管 (30)5.1.2冷凝器 (32)5.1.3 再沸器 (32)5.2 板式塔结构 (33)六参考书目 (35)七设计心得体会 (35)八附录 (37)一序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
泡罩塔——精选推荐
⑴泡罩塔组成：泡罩，外气管，溢流堰，塔板优点：操作弹性大，气液比范围大，不易堵塞缺点：结构复杂，造价高，气相压降大。
适合：生产能力大，操作稳定性要求高⑵浮阀塔：塔盘上有阀孔，孔中装有上下浮动的阀片，圆形或矩形优点：生产能力大，比泡罩塔高20～40％，操作弹性大，塔板效率高缺点：气液较低时，有塔板漏液，阀片有卡孔死，塔板压力降大⑶筛板塔塔盘分：塞孔区，无孔区，溢流堰，降液管优点：结构简单，造价低，效率比泡罩高10～15％，安装方便缺点：操作弹性较小，小孔塞板易堵塞⑷无降液管塔塔盘上开栅棚缝或筛孔，气液两相相同时，在其上下穿过。
优点：无降液管，结构简单，通过气量大。
开孔效率低，压力降小，比泡罩塔低40～80％。
缺点：板效率低，比一般板式塔低30～60％，操作弹性小⑸导相塞板塔普通塞板塔上开导相孔，在液体人口处设鼓泡促进机构。
与塞板塔相比，压降下降15％，效率提高13％⑹斜喷形塔①舌形塔：塔盘上冲出舌片，可启一定角度优点：结构简单，安装检修方便缺点：负荷弹性小，板效率较低②浮动舌形塔舌片一端可浮动，最大张角约20度，厚度约1.5mm优点：操作弹性显著大增大，板效率也较高。
缺点：舌片易损坏7.3.2.2板式塔比较具体性能比较：P327 表7-4浮阀塔：蒸汽负荷，操作弹性，效率比泡罩塔优，应用广泛塞板塔：压降小，造价低，生产能力大，除操作弹性较小外，其余接近浮阀塔，应用广泛。
7.3.3板式塔塔盘结构（construction of Tray）分类：溢流形：操作弹性大，保持一定效率。
传流形：处理能力大，压力降小，但操作弹性和效率较差。
溢流形介绍：塔板，降液管，受液堰，气液接触元件。
7.3.3.1塔盘（Tray）分类：整体式：DN≤700分块式：DN≥800⑴整体式塔盘：根据组装方式分为两类：①定距管式塔盘：用定距管和拉杆将同一塔节内的几块塔盘支撑盖固定在塔节内的支座上，每塔节5～6块塔盘。
②重叠式塔盘：每个塔节下部焊有一组支座，底层塔盘在支座上，然后依次装在一层塔盘，间距由其下六支柱保证。
化工原理板式塔及其设计计算
② 降液管液泛 当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻
力增大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难 以维持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到 上一层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液 管液泛。
说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。
② 降液管形式和底隙 降液管：弓形、圆形。 降液管截面积：由Ad/AT = 0.06 ~ 0.12 确定； 底隙 hb ：通常在 30 ~ 40 mm。
③ 溢流堰（出口堰） 作用：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。 型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。
堰高 hW：直接影响塔板上液层厚度 过小，相际传质面积过小； 过大，塔板阻力大，效率低。 常、加压塔：40 ~ 80 mm ； 减压塔：25 mm 左右。
整理出： qVL h3.07lW
③ 严重漏液线（气相下限线）
h 0 0 . 0 0 0 . 1 h 5 W 3 h O 6 W h
h0
1 (u0 2g c0
)2
v L
代入相关公式，如hOW、σ、u0’，整理出。
④ 液相上限线——保证液体在降液管中有一定的停留时间。
Ad HT 5s
Ls
缺点：浮阀易脱落或损坏。
（4）多降液管（MD）塔板 优点：提高允许液体流量
6.10.5 筛板塔化工设计计算
（1）塔的有效高度 Z
已知：实际塔板数 NP ； 选取塔板间距 HT；
理论塔板数计算
有效塔高： ZHT Np 塔体高度：有效高+顶部+底部+ 其它
选取塔板间距 HT ： 塔板间距和塔径的经验关系
化工原理课程设计-塔设计(详细过程)
出口堰 出口堰 降 液 管
how hL ho
52
受液盘：承接来自降液管的液体， 平受液盘和 受液盘：承接来自降液管的液体，有平受液盘和 凹形受液盘。 凹形受液盘。 凹形受液盘：用于大塔（ 800mm mm） 凹形受液盘：用于大塔（D>800mm）。 平 受 液 盘
塔板 凹形受 液盘
溢流堰 降液管
釜液
W, xW
39
理论板数N 图解法） 理论板数N（图解法） q线 加料板 3 4 5 xW xF 再 沸 器 xD
40
1
2
q=
r + C p (t b − t F ) r
实际板数
Np =
N ET
1
0.8
0.6 y 0.4
0.2
0 0 0.2
乙醇乙醇-水的汽液平衡数据及沸点见 《化工原理实验讲义》，乙醇-水 化工原理实验讲义》 乙醇混合物的密度、 比热、 混合物的密度、焓、比热、粘度 化工原理课程设计》 见《化工原理课程设计》等。
27
28
29
30
31
32
液 汽
液 堰 筛孔 塔板
33
浮阀塔板
泡罩
37
38
物料衡算
D, xD F, xF
塔顶产品
F = D + W FxF = DxD + WxW
进料
F、D、W——摩尔流量，kmol/h 摩尔流量 xF、xD、xW ——摩尔分率 摩尔分率
4
液 汽
液
溢 流 堰
筛孔 塔板
5
封头
板 式 塔 结 构
封头
6
7
8
9
10
塔的附件 选做） （选做）
泡罩塔板整体结构
泡罩塔是于1813年提出的最早实现工业应用的精馏塔。泡罩塔属 于板式塔的一种。图2 泡罩示意图 泡罩有f80、f100、f150mm三种尺寸，可根据塔径的大小选择。 泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形， 如图2所示。
图2 泡罩示意图
一、泡罩塔板及泡罩塔
2.泡罩塔的缺点
泡罩塔的缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大， 生产能力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取 代，在新建塔设备中已很少采用。
〖课堂巩固〗
练习1 描述泡罩塔内物料运行情况。 练习2 泡罩塔有什么优点和缺点？
〖课堂小结〗
1. 泡罩有f80、f100、f150mm三种尺寸，可根据塔径的大小选择。 泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。
精馏塔塔板结构及物料流动，如视频2（插入视频文件名： ZYKC20112902040801SP02精馏塔塔板结构及物料流动.wmv）。
塔板的形式有许多种，精馏塔常常以塔板的名称来命名。本学习情境中， 将认识多种塔板及不同塔板组成的精馏塔，如泡罩塔、筛板塔、浮阀塔 等。在本知识点中，认识泡罩塔。
一、泡罩塔板及泡罩塔
1．泡罩塔板 (2)泡罩塔板主体图3 泡罩塔板结构
一、泡罩塔板及泡罩塔
1．泡罩塔板 (2)泡罩塔板主体结构
泡罩塔板的主体结构如图3所示，它主要由升气管及泡罩构成。 泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。 泡罩在塔板上为正三角形排列。
问题1 泡罩的常用规格有哪三种？ 回答——f80、f100、f150mm三种。
〖课堂小结〗
4．操作中，当液体通过降液管从上一块塔板流入下一块塔板时， 横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没 于液层之中而形成液封，升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿， 以防止液体从中漏下。气体从升气管进入，升至泡罩后又沿泡罩 转向下流动，从升气管外侧的液层及泡罩的齿缝穿出、进入泡罩 外的液层，同时被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓 泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。气体在穿越液 层时，发生传热和传质过程。之后，气体继续向上一层塔板流动。
化工原理课程设计
第一章绪论本次化工原理课程设计我们的任务是设计筛板塔分离苯和甲苯的混合物。
分离苯和甲苯对现实有着很重要的意义。
苯是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为燃料。
苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。
苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。
苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。
甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重要原料，但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比，目前的产量相对过剩，因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。
甲苯衍生的一系列中间体，广泛用于染料、医药、农药、火炸药、助剂、香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业。
甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄、二氯苄和三氯苄，包括它们的衍生物苯甲醇、苯甲醛和苯甲酰氯（一般也从苯甲酸光气化得到），在医药、农药、染料，特别是香料合成中应用广泛。
甲苯的环氯化产物是农药、医药、染料的中间体。
甲苯氧化得到苯甲酸，是重要的食品防腐剂（主要使用其钠盐），也用作有机合成的中间体。
甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体，包括对甲苯磺酸及其钠盐、CLT酸、甲苯-2,4-二磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、甲苯磺酰氯等，用于洗涤剂添加剂，化肥防结块添加剂、有机颜料、医药、染料的生产。
甲苯硝化制得大量的中间体。
可衍生得到很多最终产品，其中在聚氨酯制品、染料和有机颜料、橡胶助剂、医药、炸药等方面最为重要。
甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。
在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。
甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。
甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。
化工原理课程设计—板式精馏塔的设计
板式精馏塔的设计1.1 概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
（一）泡罩塔泡罩塔是最早使用的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。
现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
（a b）图1 泡罩塔（二）浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
泡罩塔板整体结构
〖课堂小结〗
4．操作中，当液体通过降液管从上一块塔板流入下一块塔板时， 横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没 于液层之中而形成液封，升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿， 以防止液体从中漏下。气体从升气管进入，升至泡罩后又沿泡罩 转向下流动，从升气管外侧的液层及泡罩的齿缝穿出、进入泡罩 外的液层，同时被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓 泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。气体在穿越液 层时，发生传热和传质过程。之后，气体继续向上一层塔板流动。
图6 泡罩塔板上气液流动情况
一、泡罩塔板及泡罩塔
2．泡罩塔板
(2)泡罩塔内物料运行
泡罩塔工作状况，如视频3（插入视频文件名： ZYKC20112902040801SP03泡罩塔工作状况.avi）
问题4 在泡罩塔中，气体如何从下一块塔板进入上一块塔板？ 回答——下一块塔板上方气体，从上一塔板的升气管进入，升至泡罩后 又沿泡罩转向下流动，从升气管外侧的液层及泡罩的齿缝穿出、进入泡 罩外的液层，同时被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层， 气体在穿越液层时，发生传热和传质过程。之后，气体继续向上一层塔 板流动。
2. 泡罩塔板主要由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部， 分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩在塔板上为正三角形 排列。
3．泡罩塔气液传质场所为泡罩塔板。泡罩塔板上安装有若干升气 管和泡罩，并装一个降液管和一个受液盘。为维持塔板上液层， 降液管端口突出塔板（如图4所示）或降液管端口与塔板平齐但在 降液管前为塔板加装溢流堰。
精馏塔塔板结构及物料流动，如视频2（插入视频文件名： ZYKC20112902040801SP02精馏塔塔板结构及物料流动.wmv）。
塔板的形式有许多种，精馏塔常常以塔板的名称来命名。本学习情境中， 将认识多种塔板及不同塔板组成的精馏塔，如泡罩塔、筛板塔、浮阀塔 等。在本知识点中，认识泡罩塔。
化工原理课程设计
化工原理课程设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]化工原理课程设计题目：姓名：班级：学号：指导老师：设计时间：序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)（一）化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书一、设计题目：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务：物料处理量： 7万吨／年进料组成： 37％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力： kPa平均操作温度：94℃回流比：自选单板压降： <= kPa工时：年开工时数7200小时化工原理课程设计三、设计方法和步骤：1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。
泡罩塔的设计及其计算软件的应用
泡罩塔的设计及其计算软件的应用泡罩塔（bubblecaptower）是一种用于处理烃类有机物的标准设备，一般采用固定床，并布置有泡罩芯片和流体洗涤系统。
它具有高效抽提、脱色和净化烃类有机物的特点，是化工企业中普遍使用的设备。
本文介绍了泡罩塔的设计原理、工艺过程，以及其计算软件的应用等，以期望为用户在使用时提供正确的设计依据。
一、泡罩塔基本原理泡罩塔使用固定床，并布置有泡罩芯片和流体洗涤系统。
当装填至塔内的操作液体流过泡罩芯片时，蒸汽将从液体中脱除，同时携带有有机物给顶部收集蒸馏液；而剩余的液体则从底料中排出，完成了抽提和脱色的过程。
泡罩塔的设计主要受以下几个参数的影响：（1）有效接触面积：蒸汽和液体的有效接触面积越大，越有利于泡罩塔的处理效果。
（2）操作温度：蒸汽和液体在不同操作温度下的接触条件也不同，操作温度可改变蒸汽压力，从而影响泡罩塔的处理效果。
（3）操作压力：蒸汽和液体在不同操作压力下的接触条件也不同，操作压力可改变蒸汽温度，从而影响泡罩塔的处理效果。
（4）操作浓度：不同浓度的有机物会发生不同的物理和化学反应，使用时应根据有机物的特性选择合理的操作浓度。
二、泡罩塔的工艺过程泡罩塔的工艺过程主要包括四个部分：1.内的液体进行蒸发和抽提：当装填至塔内的操作液体流过泡罩芯片时，蒸汽将从液体中脱除，同时携带有有机物给顶部收集蒸馏液；而剩余的液体则从底料中排出，完成了抽提和脱色的过程。
2. 从塔内顶部收集蒸馏液：当收集到的蒸馏液经过浓缩的时候，有机物的浓度也随之增强。
3.体洗涤：充分利用流体洗涤系统，使残留的蒸馏液中的有机物失重，从而达到净化的目的。
4.放净化的蒸馏液：最终将净化的蒸馏液排放到环境中，以减少环境污染。
三、泡罩塔计算软件的应用为了更高效地设计泡罩塔，科学家研发了专用的计算软件，以帮助用户更准确地估算泡罩塔的设计和运行状况。
泡罩塔计算软件能够根据实际的条件，以数值方式模拟塔器的设计和安装过程，预测塔器的运行性能。
泡罩塔的结构及作用
泡罩塔的结构及作用在工业上最早1813年应用的一种塔板其主要元件由升气管和泡罩构成泡罩安装在升气管顶部泡罩底缘开有若干齿缝浸入在板上液层中升气管顶部应高于泡罩齿缝的上沿以防止液体从中漏下
2.泡罩塔的结构及作用
在工业上最早（ 1813 年）应用的一种塔 板，其主要元件由升气管和泡罩构成， 泡罩安装在升气管顶部，泡罩底缘开有 若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶 部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体 从中漏下。
液体横向通过塔板经溢流堰流入降液管， 气体沿升气管上升折流经泡罩齿缝分散 进入液层，形成两相混合的鼓泡区。 优点：操作稳定，升气管使泡罩塔板低 气速下也不致产生严重的漏液现象，故 弹性大。 缺点：结构复杂，造价高，塔东方仿真化工素材库： 化工原理（下）2.0/ 精馏/ 精馏设备/00566.avi泡罩塔板（ 影片）； 化工原理（下）2.0/ 精馏/ 精馏设备/00567.bmp泡罩外观 （图片）； 化工原理（下）2.0/ 精馏/ 精馏设备/00568.bmp泡罩内部 结构（图片）； 化工原理（下）2.0/ 精馏/ 精馏设备/00569.avi泡罩流程（ 影片）；
化工原理课程设计塔
化工原理课程设计任务书（07化工一班叶成 2）一、题目：酒精连续精馏板式塔的设计二、原始数据：1、乙醇－水混合物，含乙醇 32 %（质量），温度 28 ℃;2、产品：馏出液含乙醇 93 %（质量），温度 31 ℃;3、塔底：塔底液含乙醇 0.06 %（质量）4、生产能力：日产酒精（指馏出液） 9800 kg;5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为 300 kPa;三、任务：1、确定精馏的流程，绘出流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置。
2、精馏塔的工艺设计和结构设计：选定塔板型，确定塔径、塔高及进料板的位置；选择塔板的结构型式、确定塔板的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算（包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等）。
3、作出塔的操作性能图、计算其操作弹性。
4、确定与塔身相连的各种管路的直径。
5、计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
6、其它。
四、作业份量：1、设计说明书一份，说明书内容见《化工过程及设备设计》的绪论，其中设计说明结果概要一项具体内容包括：塔板数、塔高、塔径、板间距、回流比、蒸汽上升速度、热交换面积、单位产品热交换面积、蒸汽用量、单位产品蒸汽用量、冷却水用量、单位产品冷却水用量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。
2、塔装配图（1号图纸）；塔板结构草图（35×35计算纸）；工艺流程图（35×50计算纸〕第一部分化工原理课程设计任务原始数据：1、乙醇－水混合物，含乙醇 32 %（质量），温度 28 ℃;2、产品：馏出液含乙醇 93 %（质量），温度 31 ℃;3、塔底：塔底液含乙醇 0.06 %（质量）4、生产能力：日产酒精（指馏出液） 9800 kg;5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为 300 kPa;第二部分工艺流程图第三部分设计方案确定第三部分：设计方案的确定一、操作压力：对于酒精——水体系，在常压下已经是液态，而且高压或者真空操作会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加，尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用；综上所述，本设计选择常压操作。
泡罩塔设计的绪论
泡罩塔设计的绪论（实用版）目录1.泡罩塔设计的概述2.泡罩塔设计的重要性3.泡罩塔设计的发展历程4.泡罩塔设计的主要应用领域5.泡罩塔设计的未来发展趋势正文一、泡罩塔设计的概述泡罩塔设计是一种在化工、石化、环保等领域中广泛应用的工程技术。
泡罩塔是一种重要的气液接触设备，主要用于进行物质的传质、传热等过程。
在工程实践中，泡罩塔设计旨在提高气液接触效果，强化传质、传热能力，从而实现物质的分离、提纯、反应等目标。
二、泡罩塔设计的重要性泡罩塔设计在化工、石化、环保等领域中具有举足轻重的地位。
在现代工业生产中，许多过程需要对气体和液体进行有效接触以实现物质的转化、分离、提纯等目的。
泡罩塔设计通过优化气液流动状态，提高接触效果，从而实现这些目标。
此外，泡罩塔设计还可以提高设备的操作安全性、稳定性和可靠性，降低生产成本，提高经济效益。
三、泡罩塔设计的发展历程泡罩塔设计经历了从传统泡罩塔到现代泡罩塔的演变过程。
早期的泡罩塔主要依靠经验设计，缺乏科学的理论依据。
随着科学技术的发展，人们对泡罩塔的认识不断深入，开始从理论和实践两方面对泡罩塔进行优化设计。
现代泡罩塔设计已经发展成为一门集理论、计算、实验和优化于一体的综合性技术。
四、泡罩塔设计的主要应用领域泡罩塔设计在多个领域中发挥着重要作用，主要包括以下几个方面：1.化工：在化工生产过程中，泡罩塔可用于进行物质的提纯、浓缩、吸收等操作。
2.石化：在石油化工领域，泡罩塔常用于进行催化裂化、加氢裂化等过程。
3.环保：在环境保护领域，泡罩塔可用于进行废气处理、废水处理等工程。
4.其他领域：泡罩塔设计还应用于冶金、轻工、食品等其他工业领域。
五、泡罩塔设计的未来发展趋势随着科学技术的不断发展，泡罩塔设计将迎来新的发展机遇。
未来的泡罩塔设计将更加注重绿色、环保、节能等方面，以适应可持续发展的要求。
此外，计算机技术的发展将为泡罩塔设计提供更加强大的计算手段，有助于实现设计的智能化、优化。
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化工原理课程设计泡罩塔 Prepared on 22 November 2020目录中文摘要 (7)英文摘要 (8)1 引言 (9)二元混合精馏概述 (9)泡罩塔简介 (10)设计方案的确定 (10)操作流程 (10)精馏塔的设计步骤 (11)2 塔的工艺参数计算 (12)主要基础数据 (12)苯和甲苯的物理性质 (12)常压下苯—甲苯的气液平衡数据 (12)饱和蒸汽压P0 (12)苯与甲苯的液相密度 (13)液体表面张力 (13)液体黏度 (13)液体气化热 (13)精馏塔的物料衡算 (13)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (13)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (14)物料衡算 (14)塔板数的确定 (14)理论塔板数N T的求取 (14)y—x图及t—x—y (14)最小回流比及操作回流比 (16)理论板数N T (16)全塔效率E T (16)实际塔板数N (16)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (17)操作压强P m (17)操作温度 t m (17)平均摩尔质量M m (17)平均密度ρm (18)气相平均密度ρmV (18)液相平均密度计算 (18)液体平均表面张力σm (19)液体平均黏度μLm (20)气液负荷计算 (21)3精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算 (21)泡罩数计算 (22)塔径的计算 (22)鼓泡面积 (22)溢流装置的计算 (23)堰长w l (23)堰上液层高度ow h (23)堰高W h 及0h 等 (23)降液管计算 (24)塔盘布置 (24)4塔板的流体力学计算 (24)液面落差 (25)动液封h ds (26)压降 (26)雾沫夹带验算 (29)排空时间 (30)塔板负荷性能曲线 (30)雾沫夹带线 (30)液泛线 (31)液体负荷上、下限线 (32) (33)液相负荷下限线 (33)5塔附件设计 (35)接管 (35)进料管的管径 (35)回流管 (35) (36)塔顶蒸汽出料管 (36) (36) (36)筒体封头 (37) (37) (37)除沫器 (37)裙座 (38)吊柱 (38)人孔 (39)6塔总体高度的设计 (39)塔的顶部空间高度 (39)塔的底部空间高度 (39)塔立体高度 (39)7附属设备设计 (40)冷凝器的选择 (40)热负荷Q的计算 (40)Cq (40)冷却水用量2m总传热系数K (40)泡点回流时的平均温差m tΔ (40)换热面积A (40)再沸器的选择 (40)Q (40)热负荷Bq (41)加热蒸汽用量1m平均温差m tΔ (41)换热系数K (41)8风载荷和风弯矩 (41)风载荷 (41)风弯矩 (42)9 地震载荷的计算 (44)塔的自震周期 (44)地震载荷计算 (44)10设计结果一览表 (45)心得体会 (48)参考文献 (49)板式精馏塔设计摘要：本设计采用泡罩精馏塔分离苯-甲苯溶液。
通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对苯-甲苯精馏工艺流程和主体备设计。
苯-甲苯溶液为理想物系，利用作图法求出最小回流比为，理论板数为14块，计算出全塔效率为52%，实际板数为27块，其中精馏段10块，提馏段17块，进料位置为第11块。
得到精馏塔的塔径为米，总高米；精馏段操作弹性为，提馏段操作弹性为，通过泡罩塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
强度校核表明，该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。
关键词：苯-甲苯溶液，精馏，泡罩塔设计，最小回流比Abstract:Ablister distillation tower is designed to separate Benzene and Toluene. The design includes determination of the distillation process, optimal reflux ratio througheconomic accounting, calculation of the distillation column size and selection ofauxiliary equipment. The Benzene-Toluene solution is aideal physical system. Theminimum reflux ratio was mapping method. The theoretical plate number was 14,the efficiency of the rectifying section is52%, the actual plate number was 27, ofwhich the rectifying section 10 and the stripping section 17, the feeding location isthe11th plate. The diameter of distillation tower is meters, the total height of toweris meters; the operating flexibility of the rectifying section is and of the strippingsection . Through calculating the fluid mechanics of the float valve tower everytarget and data is up to standard. Strength checking shows that the distillation towermeets the strength, stiffness and stability requirement.Keywords: Benzene and Toluene，distillation，float valve tower， minimum reflu x ratio1引言塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。
它可使气液或液液两相间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。
塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。
根据板式精馏塔设计任务，我们选择用泡罩板精馏塔，运用化工设计的程序和方法，通过查阅资料、使用手册，选用数据和公式，合理确定工艺流程，正确进行工艺计算，并且用文字、数表、图纸表达了设计成果。
具体设计内容如下：二元混合精馏概述在化工实际生产中，精馏是最常用的单元操作，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。
在化学工业中，总能耗的40％用于分离过程，而其中的95％是精馏过程消耗的，因此有必要开辟多种途径来降低能耗，实现精馏节能。
因此，对二元混合物连续精馏的研究无论是对节省投资，还是降低能耗，都具有非常重要的意义。
双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。
典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。
精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸汽得到部分冷凝，部分凝液作为回流液返回塔顶，其余馏出液是塔顶产品。
位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。
进料加在塔的中部，进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸汽和下塔段来的蒸汽一起沿塔上升。
在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。
液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。
对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。
进料口以上的塔段，把上升蒸汽中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。
当使n组分混合液较完全地分离而取得n个高纯度单组分产品时，须有n-1个塔。
近年来人们逐渐重视对于将化学反应和精馏过程结合起来的研究。
这种伴有化学反应的精馏过程称为反应精馏。
按照反应中是否使用催化剂可将反应精馏分为催化反应精馏过程和无催化剂的反应精馏过程。
催化反应精馏过程按所用催化剂的相态又可分为均相催化反应精馏和非均相催化精馏过程，非均相催化精馏过程即为通常所讲的催化精馏。
这种非均相催化精馏过程能避免均相反应精馏中存在的催化剂回收困难，以及随之带来的腐蚀、污染等一系列问题。
泡罩塔简介板式精馏塔中溶液经过一块塔板即相当于一次相平衡，塔板的数目越多则分离效果越明显，但同时塔板费用也越高，故需要根据实际的费用及操作要求来确定塔板的数目。
塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
泡罩塔是典型的板式塔，长期以来在蒸馏、吸收等单元操作所使用的塔设备中曾占有主要地位，近几十年来由于塔设备有很大进展，出现了许多性能良好的新塔型，才使泡罩塔的应用范围和在塔设备中所占的比重都有所减少。
但泡罩塔并不因此失去重要性，因为其具有以下优点：（1）塔板效率较高（2）操作弹性较大，在负荷变动范围较大时仍能保持较高的效率。
（3）生产能力较大。
（4）液气比的范围大。
（5）不易堵塞，能适应多种介质。
（6）操作稳定可靠。
泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价高、安装维修麻烦以及气相压力降较大。
然而泡罩塔经过长期的实践，积累的经验比其他任何塔型都丰富。
常用的泡罩已经标准化。
设计方案的确定设计方案选定是指确定整个精馏装置的流程、主要设备的结构型式和主要操作条件。
所选方案必须：①能满足工艺要求，达到指定的产量和质量；②操作平稳，易于调节；③经济合理；④生产安全。
在实际的设计问题中，上述四项都必须兼顾考虑。
课程设计方案选定所涉及的主要内容有：操作压力，进料状况，加热方式及其热能的利用。
本设计选用泡罩塔，采用泡点进料，采用间接加热塔釜加热蒸汽压力为（表压）。
操作流程精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
苯-甲苯混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。