化工原理第七章 塔设备 题

七气液传质设备

板式塔

3.1 用一筛板精馏塔分离甲醇水溶液。料液中甲醇浓度为52%(摩尔%,以下同),使塔顶得99.9%的甲醇产品,塔底为99.8%水。塔顶压强为101[KN/m2],全塔压降为30[KN/m2],试按塔底状况估算塔径。取液泛分率为0.7,板间距初步定为300mm, 塔的有效截面为总截面积的90%,塔底气体负荷(可视为水蒸汽)为0.82[kg/s],塔底的液体负荷(可视为水)为1.24[kg/s]

3.2若上题精馏塔经计算所需的理论板数为30块(包括釜), 且在塔顶与塔底平均温度为86℃下甲醇对水的相对挥发度ａ=6.3,水的粘度为0.33厘泊,甲醇粘度为0.26厘泊,求该塔整个塔板层的高度为多少米?

3.3 用第一题给定的条件,经初步设计得到筛板塔主要尺寸如下:

塔径D=900[mm] 板间距H t=300[mm]

孔径d o=4[mm] 板厚t p=2[mm]

堰高t w=50[mm] 堰长L w=630[mm]

筛孔气速U o=12.7[m/s] 降液管面积与塔截面积之比A d/A=0.1

液面落差△=0 降液管下沿离塔板距离y=40[mm]

试校验塔板是否发生液泛;校验液体在降液管中的停留时间是否满足要求。

填料塔

3.4 习题1与2中的筛板塔若改用填料塔代替,内装填38mm 钢鲍尔环试求塔径及填料层高度。塔径按塔底条件计算，取液泛分率为0.6。并比较筛板与填料塔的压降。

3.5 有一填料塔,内充填40[mm]陶瓷拉西环,当塔内上升的气量达到8000[kg/h]时, 便在顶部开始液泛,为了提高产量,拟将填料改为50[mm]陶瓷矩鞍。问此时达到液泛的气量为若干?产量提高的百分率为多少?

综合思考题

3.6 选择与填空

[1].(1) 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。

当喷淋量一定时,填料塔单位高度填料层的压力降与空塔气速关系上存在着两个转折点, 其中下转折点称为_______,上转折点称为_______。

(2) 筛板塔、泡罩塔，浮阀塔相比较,操作弹性最大的是_______;

单板压力降最小的是_______;

造价最便宜的是_______。

A.筛板塔

B.浮阀塔

C.泡罩塔

[2].(1) 鲍尔环比拉西环优越之处有(说出三点来)_______。

(2) 是非题

在同样空塔气速和液体流量下,塔板开孔率增加

①其漏液量也增加

②压力降必减少。

[3]. 气液两相在填料塔内逆流接触时,_______是气液两相的主要传质表面积。

在相同填料层高度和操作条件下,分别采用拉西环、阶梯环、鲍尔环填料进行填料的流体力学

性能试验,哪种填料的压力降最小?

A. 鲍尔环

B. 拉西环

C.阶梯环

[4]. (1) 填料塔是连续接触式气液传质设备,塔内_______为分散相,_______为连续相,为保证操作过程中两相的良好接触,故填料吸收塔顶部要有良好的_______装置。

(2) 任写出浮阀塔三种不正常操作情况:①_______②_______③_______。

[5]. (1) 板式塔的类型有:_______、_______和_______等(至少列举三种)。

(2) 筛板塔设计中,板间距H T设计偏大优点是_______; 缺点是_______。

[6]. 筛板上的气液接触状态有_______,_______,_______, 工业上常用的是_______。

[7]. 评价塔板性能的标准是_______,_______,_______,_______

[8]. 负荷性能图中有_______条线,分别是_______。

[9]. 板式塔从总体上看汽液两相呈_______接触,在板上汽液两相呈_______接触。(逆流,并流,错流)

板式塔不正常操作现象通常有_______,_______和_______。

[10]. 填料塔设计时,空塔气速一般取_______气速的50-80％，理由是_______。

若填料层高度较高,为了有效湿润填料,塔内应设置_______装置。一般而言, 填料塔的压降_______板式塔压降。(>,=<)

[11]. 板式塔塔板上汽液两相接触状态可分鼓泡状态,_______状态和_______状态三种。

对填料塔中填料要求其比表面积要大,理由是_______。为了使通过塔的压降小，应选

_______大的填料。

[12]. 板式塔中液面落差△表示:_______。

为了减少液面落差，设计时可采取措施：_______。

设计时降液管中液体停留时间τ》_______秒。平直堰上液层高度h OW》_______mm。

[13]. (1) 当填料塔操作气速达到泛点气速时_______充满全塔空隙并在塔顶形成_______, 因而_______急剧升高。

(2) 在浮阀塔设计中,哪些因素考虑不周时,则塔易发生降液管液泛,请举出其中三种情况

①_______;②_______;③_______。

[14]. (1) 气体通过塔板的阻力可视作是_______的阻力与_______的阻力之和。

(2) 如果板式塔设计不合理或操作不当,可能产生_______,_______及_______等不正常现象，使塔无法工作。

[15]. 板式塔塔板上造成液面落差的主要原因是①_______②_______③_______。为减少液面落差可采用④_______⑤_______办法。

[16]. 从塔板水力学性能的角度来看,引起塔板效率不高的原因,可以是_______, _______和_______等现象(至少列举三条)。

塔板结构设计时,溢流堰长L W应当适当,过长则会_______,过短则会_______。

[17]. 指出下列那些属于筛板精馏塔的设计参数:

A) h O(底隙高) B) Ws(安定区宽) C) Wc(边缘区宽) D) d O(孔径)