塔设备的比较和选型.

（c）条形升气管
(a)栅 板
(b)升 气 管 式
图8－9 填料的支撑
2、 液体分布器 （1）管式喷淋器
B A B A (a) A－ A
(c)
B－ B
(d) (b)
图8－6 管式喷淋器
（2）莲蓬式喷淋器 （3）盘式喷淋器
（4）齿槽式分布器
图10－9 槽式喷淋器
8.2 Leabharlann Baidu式塔综述
液 体 液 体
筛板塔
液 体 浮阀
泡罩塔
升气管 气流 （ a） 气流 （ b） 气流 (c)
浮阀塔
8.2.1板式塔的塔型简介
固定舌型塔
液 体
液 体 浮板
浮动喷 射塔
气流 (d) 图 10－ 11 常用板式塔的简图
气流 (e)
8.2.2板式塔的操作原理
液层上方空间 属雾沫区
液层表 面属泡 沫区
液层底部属 鼓泡区
8.2.3板式塔塔径的估算
2.液相传质系数计算
L 1 GL 2 3 L 1 2 3 kL ( ) 0.0051( ) ( ) (ad p )0.4 L g aW L L DL
3.气相传质系数
kV RT GV 0.7 V 1 3 C( ) ( ) (ad P ) 2 aDV aV V DV
四、一些设计指标
填料分类
乱堆填料
规整填料
拉西环
鲍尔环
阶梯环
波纹整砌填料
金属丝网
三、填料的选择 1、填料用材的选择
耐高温，但不耐腐蚀。 不锈钢可耐一般的酸碱 腐蚀（含C1－的酸除 外），但价格较昂贵 陶瓷 金属
塑料
设备操作温度较低， 体系对塑料无溶胀 除浓硫酸、浓硝酸 等强酸外但塑料表 面对水溶液的润湿 性差。
一般用于腐蚀性 介质，尤其是高 温时，但对HF和 高温下的H3PO4 与碱不能使用
上升气流对液流的曳力 加大到足以阻止液体下 流，于是液体充满填料 层空隙，气体只能鼓泡 上升。
3、 填料塔的液泛
二、填料塔的水力学性能
1 气液流速与气体通过填料层压降的关系
B点称为“泛点”
L=0，即干填料时，气 体在填料层呈湍流， Δ p∝u1.8～２.0 A点称之“载点” （loading point）
第八章 塔设备
8.1 填料塔
8.2 板式塔
8.3 塔设备的比较和选型
8.1 填料塔
8.1.1 填料塔和填料
填料塔的结构
一 填料塔的特点
气液两相接触并进行传热、传质的塔设备 填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐 腐蚀材料制造等优点 尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物 料或要求压强较小的真空蒸馏系统
塔径可按流量方程求得，即 Vs

4 D 2u
4Vs D u
气速 u 的计算
umax C
L G G
C值应按下式进行校正：
C20 20 0.2 ( ) C
8.2.4塔板流动形式 有降液管的板式塔常用得塔板液流型式有以下几种：
1．单溢流型 如图8—17（a）。
3．U形溢流型 如图8—17（c）。
Af Af (a)圆 形 （ b)弓 形 图 10－ 16 降 液 管 示 意 图
3． 溢流堰
We 降液管 how hw HT h0 筛板 溢流堰 lw Af Ws r x Af Aa Wd
2．双溢流型 如图8—17（b）
4．四溢流型 如图8—17（d）
(a)
(b) 图 10－ 14 塔 板 流 动 型 式
(c)
(d)
8.2.5塔板的共同结构
1．塔板的几个区域
各种塔板版面大致 可分为三个区域：降液 管所占的部分称为溢流 区；塔板开空部分称为 鼓泡区；图8—15中阴 影部分称为无效区。
对于大流量的情况，也可使用填料塔
二 填料
它是填料塔的主要内构件，其作用是增加气、 液两相的接触面积，并提高液体的湍动程度以 利于传质、传热的进行。 选择填料的条件 使气、液接触面积大、传质系数高，同时通量大而阻力小 表征填料特性的主要参数 1． 比表面积 2． 空隙度 3． 单位堆体积内的填料数目n 4． 堆积密度 5． 干填料因子及填料因子 6． 机械强度及化学稳定性
2、 填料类型的选择 取决于工艺要求，生产能力（气量），容许压降，物 料特性
乱堆填料
要求持液量较高的吸收体系 金属鞍环
性能好
规整填料
气、液分布较均匀 大型塔和要求压降低的塔 装卸清洗较为困难
阶梯环
鲍尔环
矩鞍填料
性能差
3、 填料尺寸的选择 填料尺寸（直径、波峰高）大，则比表面小， 通量（容许气速）大，压降低，但效率（每米填 料的理论半数）也低，故多用于生产能力（处理 气量）大的塔。 对于理论板数很多或塔高受厂房限制的场合， 一般用小尺寸、高比表面填料。
对于易结垢或易沉淀的物料通常用大尺寸的栅 板（格栅）填料，并在较高气速下操作。
8.1.2填料塔的流体力学性能与传质性能
一、填料塔内的流体流动
1、填料层中的流动
气体在填料层内的 流动相当与气体在 颗粒层内的流动
2、气液两相流动的交 互影响和载点
载干填料层内，气体流量 的增大，将使压降按 1.8~2.0次方增长。
正常操作的空速应在 载点气速之上，在泛 点气速的0.8倍之下
u (0.5 ~ 0.8)u f
2泛点与压降的经验关联图
图8-4 填料塔泛点及压降普遍化关联图
三、填料的传质性能
1.填料润湿表面的计算
aW c 0.75 GL 0.1 GL 2 0.05 GL 2 0.2 1 exp[1.45( ) ( ) ( 2 ) ( ) ] a a L L g L
1．填料尺寸
一般认为上述比值至少要等于8，对拉西环填料还 须大一些。
2．操作气速 （1）取操作气速等于液泛气速得0.5~0.8倍； （2）根据生产条件，规定出可容许得压力降，由此 压力将反算出可采用的气速。 3．填料层高度
填料层高度由传质单元数或理论板数来推算。
8.1.3填料塔的附属结构 填料塔的附属结构包括填料支撑板，液体分布 器，液体再分布器，气、液体进口及出口装置等。 1、 支承板
溢 流 区 Af
鼓 泡 区 Aa
wc
无效区
溢 流 区
lw
ws' 图 10－ 15 塔 板 共 同 结 构 示 意 图 ws
2．降液管
（1）降液管的作用和液体在降液管的停留时间
一般要求停留时间大于3～5s,即按下式计算：
Af H T 降液管容积m3 3 液体体积流量m / s Ls
（2）降液管的形状