蒸馏和吸收塔设备知识
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蒸馏与吸收设备PPT课件
吸收设备
吸收设备是通过利用吸收剂与气体混 合物中的组分进行化学或物理反应， 从而将气体中的组分转化为液态或固 态，实现气体净化的装置。
Hale Waihona Puke 蒸馏与吸收设备的应用领域01
02
03
化工生产
蒸馏和吸收设备在化工生 产中广泛应用，如石油化 工、制药、农药等。
环境治理
用于处理工业废气、城市 污水处理等，实现气体和 液体的净化。
蒸馏与吸收设备ppt课件
• 蒸馏与吸收设备概述 • 蒸馏设备分类与工作原理 • 吸收设备分类与工作原理 • 蒸馏与吸收设备的比较与选择 • 蒸馏与吸收设备的维护与保养
01
蒸馏与吸收设备概述
蒸馏与吸收设备的定义
蒸馏设备
蒸馏是一种通过加热使混合物中的不 同成分以不同的沸点进行气化的方法 ，蒸馏设备就是实现这一过程的装置 。
按操作原理
可分为化学吸收设备、物理吸收 设备和物理-化学吸收设备。
按操作流程
可分为单级吸收设备和多级吸收设 备。
按结构特点
可分为填料式吸收设备和塔式吸收 设备。
吸收设备的工作原理
01
利用不同物质在吸收剂中溶解度 的差异，通过物理或化学作用， 将目标气体从气相转移到液相。
02
吸收剂的选择对吸收效果至关重 要，需根据具体应用场景选择合 适的吸收剂。
清洁保养
定期对设备进行清洁，保持设备 整洁，防止污垢和杂质的积累。
运行记录
记录设备的运行状况，如温度、 压力、流量等参数，以及异常情
况。
蒸馏与吸收设备的定期保养
润滑保养
定期对设备的运动部件进行润滑，保证设备正常 运行。
检查更换易损件
定期检查设备的易损件，如密封圈、过滤器等， 及时更换以保证设备的性能。
吸收设备是通过利用吸收剂与气体混 合物中的组分进行化学或物理反应， 从而将气体中的组分转化为液态或固 态，实现气体净化的装置。
Hale Waihona Puke 蒸馏与吸收设备的应用领域01
02
03
化工生产
蒸馏和吸收设备在化工生 产中广泛应用，如石油化 工、制药、农药等。
环境治理
用于处理工业废气、城市 污水处理等，实现气体和 液体的净化。
蒸馏与吸收设备ppt课件
• 蒸馏与吸收设备概述 • 蒸馏设备分类与工作原理 • 吸收设备分类与工作原理 • 蒸馏与吸收设备的比较与选择 • 蒸馏与吸收设备的维护与保养
01
蒸馏与吸收设备概述
蒸馏与吸收设备的定义
蒸馏设备
蒸馏是一种通过加热使混合物中的不 同成分以不同的沸点进行气化的方法 ，蒸馏设备就是实现这一过程的装置 。
按操作原理
可分为化学吸收设备、物理吸收 设备和物理-化学吸收设备。
按操作流程
可分为单级吸收设备和多级吸收设 备。
按结构特点
可分为填料式吸收设备和塔式吸收 设备。
吸收设备的工作原理
01
利用不同物质在吸收剂中溶解度 的差异，通过物理或化学作用， 将目标气体从气相转移到液相。
02
吸收剂的选择对吸收效果至关重 要，需根据具体应用场景选择合 适的吸收剂。
清洁保养
定期对设备进行清洁，保持设备 整洁，防止污垢和杂质的积累。
运行记录
记录设备的运行状况，如温度、 压力、流量等参数，以及异常情
况。
蒸馏与吸收设备的定期保养
润滑保养
定期对设备的运动部件进行润滑，保证设备正常 运行。
检查更换易损件
定期检查设备的易损件，如密封圈、过滤器等， 及时更换以保证设备的性能。
化工原理下蒸馏与吸收塔设备ppt课件
一、板式塔的异常操作现象
1.漏液
在正常操作塔板上，液体横向流过塔板，然后 经降液管流下。当气体速度较小时，气体通过升气 孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便 会出现漏液现象。
为保证塔正常操作，漏液量应不大于液体流量 的10%。漏液量为10%的气体速度称为漏液速度，它 是板式塔操作气速的下限。
雾沫夹带量
精选课件
33
一、板式塔的异常操作现象
3.液泛
塔板正常操作时，在塔板上应维持一定厚度的
液层，以和气体进行接触传质。如果由于某种原因
导致液体充满塔板之间的空间，使塔的正常操作受
到破坏，这种现象称为液泛。
夹带液泛 液泛
由雾沫夹 带限制
降液管液泛√
精选课件
34
练习题目
思考题
1.塔板有哪些主要类型？ 2.板式塔的流体力学性能包括哪些方面？ 3.塔板上有哪些异常操作现象？是如何形成的？ 4.评价塔板性能的指标有哪些方面？开发新型塔
气体通过塔板需克服一定的阻力——塔板压降。 干板阻力 板上各部件所造成的局部阻力。
塔板 充气液层阻力 阻力 板上充气液层的静压力形成的阻力。
表面张力阻力 液体表面张力形成的阻力。 塔板压降 = 干板压降+充气液层压降+表面张力压降
精选课件
27
二、气体通过塔板的压降
分析 塔板压降
～ 气液接 触时间
～ 塔板效率
精选课件
32
一、板式塔的异常操作现象
2.雾沫夹带 上升气流穿过塔板上液层时，必然将部分液体
分散成微小液滴，气体夹带着这些液滴在板间的空 间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入 上层塔板，这种现象称为雾沫夹带。
为维持正常操作，需将雾沫夹带限制在一定范
1.漏液
在正常操作塔板上，液体横向流过塔板，然后 经降液管流下。当气体速度较小时，气体通过升气 孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便 会出现漏液现象。
为保证塔正常操作，漏液量应不大于液体流量 的10%。漏液量为10%的气体速度称为漏液速度，它 是板式塔操作气速的下限。
雾沫夹带量
精选课件
33
一、板式塔的异常操作现象
3.液泛
塔板正常操作时，在塔板上应维持一定厚度的
液层，以和气体进行接触传质。如果由于某种原因
导致液体充满塔板之间的空间，使塔的正常操作受
到破坏，这种现象称为液泛。
夹带液泛 液泛
由雾沫夹 带限制
降液管液泛√
精选课件
34
练习题目
思考题
1.塔板有哪些主要类型？ 2.板式塔的流体力学性能包括哪些方面？ 3.塔板上有哪些异常操作现象？是如何形成的？ 4.评价塔板性能的指标有哪些方面？开发新型塔
气体通过塔板需克服一定的阻力——塔板压降。 干板阻力 板上各部件所造成的局部阻力。
塔板 充气液层阻力 阻力 板上充气液层的静压力形成的阻力。
表面张力阻力 液体表面张力形成的阻力。 塔板压降 = 干板压降+充气液层压降+表面张力压降
精选课件
27
二、气体通过塔板的压降
分析 塔板压降
～ 气液接 触时间
～ 塔板效率
精选课件
32
一、板式塔的异常操作现象
2.雾沫夹带 上升气流穿过塔板上液层时，必然将部分液体
分散成微小液滴，气体夹带着这些液滴在板间的空 间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入 上层塔板，这种现象称为雾沫夹带。
为维持正常操作，需将雾沫夹带限制在一定范
蒸馏和吸收塔设备
六、 负荷性能图：多种极限条件下Vs-Ls关系曲线构成旳图 1． 雾沫夹带线（气相负荷上限线）
2．液泛线 3．液相负荷上限线
（降液管超负荷线，气泡夹带线） 4．漏液线（气相负荷下限线） 5．液相负荷下限线
操作弹性——两极限旳气量之比
Vs
1
5
C
C
4 O
2 3 Ls
3-1-3 浮阀塔设计
一、 浮阀塔工艺尺寸旳计算（工艺设计）
生产能力小 气流阻力大 一、泡罩塔板 操作弹性大 构造复杂
二、 筛板
生产能力大 气流阻力小
操作弹性小 构造简朴
三、 浮阀塔板
F1 型，合用一般系统
1．类型
V-4型，合用减压系统
T型，合用含颗粒或易聚合旳物料
2．优点
生产能力大，开孔率大、>泡罩20~40%、筛板塔 操作弹性大，阀片能够自由升降以适应气量旳变化 塔板效率高，平吹、接触时间长、雾沫夹带少
60~75mm，D<1.5m
Ws
80~110mm，D>1.5m 无效区（边沿区），支承塔板
30~50mm, 小塔 Wc 50~75mm, 大塔 5．浮阀旳数目与排列 浮阀塔旳操作性能可采用由气体经过阀孔时速度与密度构成旳“动能因子”来衡 量，其定义式为
F0 u0 V
式中 F0—气体经过阀孔时旳动能因数； u0—气体经过阀孔时旳速度，m/s； V —气体密度，kg/m3。
第三章 蒸馏和吸收塔设备
蒸馏操作和吸收操作从气液传质旳角度有着共同旳特点，可在一样旳塔设备 中进行。按其构造形式有
板式塔，一般处理量大 传质设备
填料塔，一般处理量小
第一节 板式塔
板式塔为逐板接触式旳气液传质设备，塔板类型按气液流动旳方式，可将塔 板分为错流塔板和逆流塔板。
《蒸馏和吸收塔设备》课件
吸收效率：衡量吸收塔设备 吸收污染物的能力
占地面积：衡量吸收塔设备 在安装和运行过程中所需的
空间大小
运行成本：衡量吸收塔设备 在运行过程中所需的能源和
维护成本
耐腐蚀性：衡量吸收塔设备 在运行过程中对腐蚀性物质
的抵抗能力
01
蒸馏和吸收塔设备的比较与选择
蒸馏塔设备和吸收塔设备的比较
工作原理：蒸馏塔设备通过加热使液体蒸发，吸收塔设备通过吸收剂吸收气体中的有害物质
智能化控制：通过引入物联网、大数据等技术，实现设备的智能化控制和远程监控。
提高安全性能：通过改进设计、加强安全防护等措施，提高设备的安全性能。
蒸馏和吸收塔设备的市场发展趋势
市场需求：随着 环保要求的提高， 蒸馏和吸收塔设 备的市场需求将 持续增长
技术进步：蒸馏 和吸收塔设备的 技术不断进步， 提高了设备的性 能和效率
定期检查设备，确保设备运行正常 操作人员必须经过专业培训，持证上岗 遵守操作规程，避免违规操作
定期更换易损件，确保设备安全运行 保持设备清洁，防止腐蚀和污染 定期进行安全检查，消除安全隐患
01
蒸馏和吸收塔设备的发展趋势与未 来展望
蒸馏和吸收塔设备的技术创新方向
提高能源效率：通过优化设计、改进材料等手段，提高设备的能源利用效率。 降低环境影响：采用环保材料、减少排放等措施，降低设备对环境的影响。
运转顺畅
常见故障及排除方法
设备漏气：检查密封件是否损坏，及时 更换
设备噪音过大：检查设备是否松动， 及时紧固
设备堵塞：检查过滤网是否堵塞，及 时清洗
设备振动过大：检查设备是否平衡， 及时调整
设备温度过高：检查冷却系统是否正常， 设备腐蚀：检查设备是否受到腐蚀，
及时调整
占地面积：衡量吸收塔设备 在安装和运行过程中所需的
空间大小
运行成本：衡量吸收塔设备 在运行过程中所需的能源和
维护成本
耐腐蚀性：衡量吸收塔设备 在运行过程中对腐蚀性物质
的抵抗能力
01
蒸馏和吸收塔设备的比较与选择
蒸馏塔设备和吸收塔设备的比较
工作原理：蒸馏塔设备通过加热使液体蒸发，吸收塔设备通过吸收剂吸收气体中的有害物质
智能化控制：通过引入物联网、大数据等技术，实现设备的智能化控制和远程监控。
提高安全性能：通过改进设计、加强安全防护等措施，提高设备的安全性能。
蒸馏和吸收塔设备的市场发展趋势
市场需求：随着 环保要求的提高， 蒸馏和吸收塔设 备的市场需求将 持续增长
技术进步：蒸馏 和吸收塔设备的 技术不断进步， 提高了设备的性 能和效率
定期检查设备，确保设备运行正常 操作人员必须经过专业培训，持证上岗 遵守操作规程，避免违规操作
定期更换易损件，确保设备安全运行 保持设备清洁，防止腐蚀和污染 定期进行安全检查，消除安全隐患
01
蒸馏和吸收塔设备的发展趋势与未 来展望
蒸馏和吸收塔设备的技术创新方向
提高能源效率：通过优化设计、改进材料等手段，提高设备的能源利用效率。 降低环境影响：采用环保材料、减少排放等措施，降低设备对环境的影响。
运转顺畅
常见故障及排除方法
设备漏气：检查密封件是否损坏，及时 更换
设备噪音过大：检查设备是否松动， 及时紧固
设备堵塞：检查过滤网是否堵塞，及 时清洗
设备振动过大：检查设备是否平衡， 及时调整
设备温度过高：检查冷却系统是否正常， 设备腐蚀：检查设备是否受到腐蚀，
及时调整
新版蒸馏和吸收塔设备一、作用培训课件.ppt
21.进料口
4.破沫网
22.平台
5.放空口
23.降液管
6.回流口
25.气体出口
7.塔盘(板)
26.液体分布器
8.人孔
27.填料压板
10.蒸气回流口 28.填料
11.测温口
29.填料支撑板
12.防涡流板 30.液体再分布器
14.裙座,塔裙 31.手孔
18.液体出口 32.气体入口
19.液位测量口 33.液体入口
蒸馏和吸收塔设备
一、作用
1. 提供气、液两相充分接触的场所，使传质、传热过程能迅 速、有效的进行；
2. 使接触后的气、液两相及时分开，互不夹带(即没有返混)。
E MV
yn yn
yn1 yn1
E MV
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yn+1
二、塔型 板式塔和填料塔
3.蒸气出口
精选
2
20.测压口
第一节 板式塔
3-1-1 塔板类型
按气液两物流的流动方式分：
yn
yn
yn+1
yn+1
错流塔板
穿流（逆流）塔板
按鼓泡元件分：泡罩塔板、筛板、浮阀塔板、喷射型塔板等
精选
3
分散型塔板
评价塔板性能指标
塔板流体力学性能
操作弹性
塔板压强降
物料适应能力 流体阻力
雾沫夹带
分离效率
液泛
生产能力 造价
漏液
结构复杂程度
液相负荷上限
安装、检修的难易
精选
液相负荷下限
4
受
降
液
液
化工原理下蒸馏与吸收塔设备
进料控制
根据工艺要求，控制进料量、浓度 、温度等参数。
塔内操作
调整喷淋量、风量等，保持塔内温 度、压力稳定。
操作规程及注意事项
• 废水处理：及时处理废水，防止污染环境。
操作规程及注意事项
注意事项
定期检查设备运行状况，及时发现并处 理问题。
严格遵守操作规程，不得随意更改工艺 参数。
加强安全防护措施，防止意外事故发生 。
未来展望
01
02
03
04
技术创新
继续加强技术创新和研发力度 ，推动蒸馏与吸收塔设备的性
能提升和智能化发展。
绿色低碳
注重绿色低碳发展，推动设备 的环保和节能设计，降低能耗
和排放。
拓展应用领域
积极拓展蒸馏与吸收塔设备在 新兴领域的应用，推动化工行
业的可持续发展。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进先 进技术和经验，提升我国蒸馏 与吸收塔设备的国际竞争力。
气液比
气液比的大小直接影响设备的处理能力 和操作的经济性。适当的气液比可以保 证良好的吸收效果和较低的操作成本。
03
蒸馏与吸收塔设备比较
结构特点比较
01
蒸馏塔
02
吸收塔
主要由塔体、塔板、进料口、出料口、冷凝器、再沸器等组成，塔内 设有多个塔板，用于实现不同组分的分离。
通常由塔体、填料、喷淋装置、进气口、出气口等组成，填料用于增 加气液接触面积，提高吸收效率。
气体分子从气液界面向液体内部扩散，扩 散速度与浓度梯度、温度和压力有关。
某些气体在液体中可能与液体发生化学反 应，生成新的物质。
吸收塔设备分类
填料塔
塔内装有一定高度的填料，气体自下 而上通过填料层，液体自塔顶经液体 分布器喷淋到填料上，沿填料表面自 上而下流动。
A2-3蒸馏和吸收塔设备
(3) 液相负荷下限线 操作的液相负荷低于此线时，液体流量过低，板上液 流不能均匀分布，气液接触不良，易产生干吹、偏流等现象，导致塔板效率的 下降。塔板的适宜操作区应在该线以右。 (4) 液相负荷上限线 操作的液相负荷高于此线时，液体流量过大，此时液 体在降液管内停留时间过短，进入降液管内的气泡来不及与液相分离而被带入 下层塔板，造成气相返混，塔板效率下降。塔板的适宜操作区应在该线以左。 (5) 液泛线 操作的气液负荷超过此线时，塔内将发生液泛现象，使塔不能 正常操作。塔板的适宜操作区在该线以下。
丝网波纹填料
孔板波纹填料 金属环矩鞍填料 金属鞍形环 金属阶梯环 金属鲍尔环 瓷环矩鞍填料 瓷鞍形环 瓷拉西环
0.86
0.61 0.59 0.57 0.53 0.51 0.41 0.38 0.36
通常，为保证塔的正常操作，漏液量应不大于液体流量的10%。
漏液量达到10%的气体速度称为漏液速度，它是板式塔操作气速的下限。 漏液的主要原因是气速太小和板面上液面落差所引起的气流分布不均匀。
塔设备
(2) 液沫夹带
板式塔的流体力学性能
上升气流穿过塔板上液层时，必然将部分液体分散成微小液滴，气体夹 带着这些液滴在板间的空间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入 上层塔板，这种现象称为液沫夹带。
(a) 鼓泡接触状态 气速较低时，气体鼓泡通过液层。形成的气液混合物以液体为主， 气液两相接触的表面积不大，传质效率低。 (b) 蜂窝状接触状态 气速增加，气泡数增加。气泡相互碰撞，形成各种多面体大气泡， 板上气液混合物以气体为主。此时气泡不易破裂，表面得不到更新，不利于传热和传质。 (c) 泡沫接触状态 板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，形成动态泡沫。泡沫 接触状态的表面积大，并不断更新，为两相传热传质提供了良好条件。 (d) 喷射接触状态 板上液体被喷成大小不等的液滴，大的又落回到板上，小的被气体 带走（液沫夹带）。塔板上气体为连续相，传质面积是液滴的外表面，传质面积大增， 且表面不断更新，有利于传质传热。
丝网波纹填料
孔板波纹填料 金属环矩鞍填料 金属鞍形环 金属阶梯环 金属鲍尔环 瓷环矩鞍填料 瓷鞍形环 瓷拉西环
0.86
0.61 0.59 0.57 0.53 0.51 0.41 0.38 0.36
通常，为保证塔的正常操作，漏液量应不大于液体流量的10%。
漏液量达到10%的气体速度称为漏液速度，它是板式塔操作气速的下限。 漏液的主要原因是气速太小和板面上液面落差所引起的气流分布不均匀。
塔设备
(2) 液沫夹带
板式塔的流体力学性能
上升气流穿过塔板上液层时，必然将部分液体分散成微小液滴，气体夹 带着这些液滴在板间的空间上升，如液滴来不及沉降分离，则将随气体进入 上层塔板，这种现象称为液沫夹带。
(a) 鼓泡接触状态 气速较低时，气体鼓泡通过液层。形成的气液混合物以液体为主， 气液两相接触的表面积不大，传质效率低。 (b) 蜂窝状接触状态 气速增加，气泡数增加。气泡相互碰撞，形成各种多面体大气泡， 板上气液混合物以气体为主。此时气泡不易破裂，表面得不到更新，不利于传热和传质。 (c) 泡沫接触状态 板上液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，形成动态泡沫。泡沫 接触状态的表面积大，并不断更新，为两相传热传质提供了良好条件。 (d) 喷射接触状态 板上液体被喷成大小不等的液滴，大的又落回到板上，小的被气体 带走（液沫夹带）。塔板上气体为连续相，传质面积是液滴的外表面，传质面积大增， 且表面不断更新，有利于传质传热。
蒸馏和吸收塔设备
蒸馏和吸收塔设备
3.1 板式塔
1. 概述 2. 筛板上的气液接触状态 3. 气体通过筛板的阻力损失 4. 板式塔的不正常操作现象 5. 板效率的各种表示方法及其应用 6. 提高板效率的措施 7. 塔板型式
3.1.1 概述
板式塔的设计意图 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。如 图所示，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 块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上 液层时，两相接触进行传质。
（1）合理选择塔板的开孔率和孔径造成适应于物系性质的气 液接触状态
塔板上存在着两种气液接触状态——泡沫状态和喷射状态。 不同的孔速下将出现不同的气液接触状态，不同的物系适宜于不 同的接触状态。
3.1.6.1 结构参数
已知，轻组分表面张力小于重组分的物系宜采用泡沫接触状 态，轻组分表面张力大于重组分的物系宜采用喷射接触状态。这 一点可解释如下：
对于正系统，缺口处的表面张力 大于 ，缺口得以弥 合，液滴稳定不易分裂。对于重组分表面张力较小的物系，缺口 处的表面张力小于，缺口将自动扩展加深，导致液滴分裂。
3.1.6.1 结构参数
因此，重组分表面张力较小的物系，宜采用喷射接触状态。
同样，若以 表示重组分的摩尔分数，这种物系的
，
故可称为负系统。
3.1.1 概述
但是，在每块塔板上，由于气液两相的剧烈搅动，是不可能 达到充分的逆流流动的。为获得尽可能大的传质推动力，目前在 塔板设计中只能采用错流流动的方式，即液体横向流过塔板，而 气体垂直穿过液层。
由此可见，除保证气液两相在塔板上有充分的接触之外，板 式塔的设计意图是，在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流 动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，而在每一块塔板上两相 呈均匀的错流接触。
3.1 板式塔
1. 概述 2. 筛板上的气液接触状态 3. 气体通过筛板的阻力损失 4. 板式塔的不正常操作现象 5. 板效率的各种表示方法及其应用 6. 提高板效率的措施 7. 塔板型式
3.1.1 概述
板式塔的设计意图 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。如 图所示，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 块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上 液层时，两相接触进行传质。
（1）合理选择塔板的开孔率和孔径造成适应于物系性质的气 液接触状态
塔板上存在着两种气液接触状态——泡沫状态和喷射状态。 不同的孔速下将出现不同的气液接触状态，不同的物系适宜于不 同的接触状态。
3.1.6.1 结构参数
已知，轻组分表面张力小于重组分的物系宜采用泡沫接触状 态，轻组分表面张力大于重组分的物系宜采用喷射接触状态。这 一点可解释如下：
对于正系统，缺口处的表面张力 大于 ，缺口得以弥 合，液滴稳定不易分裂。对于重组分表面张力较小的物系，缺口 处的表面张力小于，缺口将自动扩展加深，导致液滴分裂。
3.1.6.1 结构参数
因此，重组分表面张力较小的物系，宜采用喷射接触状态。
同样，若以 表示重组分的摩尔分数，这种物系的
，
故可称为负系统。
3.1.1 概述
但是，在每块塔板上，由于气液两相的剧烈搅动，是不可能 达到充分的逆流流动的。为获得尽可能大的传质推动力，目前在 塔板设计中只能采用错流流动的方式，即液体横向流过塔板，而 气体垂直穿过液层。
由此可见，除保证气液两相在塔板上有充分的接触之外，板 式塔的设计意图是，在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流 动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，而在每一块塔板上两相 呈均匀的错流接触。
蒸馏和吸收塔设备
F0 u0 V 5
（F1型阀）， 4 d 0 Nu 0 液相负荷下限线
h0 w 0.006m
2
3-1-4 塔板效率
一、 塔板效率的表示法 1．总板效率ET—反应平均传质效果
ET NT NP
式中：NT—塔内所需理论板的层数； Np—塔内实际板的层数。 2．单板效率EM， 又称为默弗里板效率 气相单板效率 y n y n1
19.9
0.175 u0 c
L
5.34
2 V u 0 c 2 V g
将g=9.81m/s2代入，解得：
u 0c 1.825 73.1
V
(1) 板上充气液层阻力 （经验公式） hl 0 hL 式中 hL—液层高度，m； 0—充气因数 水 0.5 0 = 油 0.2~0.35 碳氢化合物 0.4~0.5 (2) 液体表面张力所造成的阻力（很小，可忽略）
E MV
yn y n1
液相单板效率
E ML
xn1 xn xn1 xn
6
4VS u
摩擦阻力
d 2 V u 2
4 2
式中 d—液滴的直径，m。 由净重力与摩擦阻力的平衡，得
(hf
整理，得
4
u2 u2 , hf , ) 2 2
2 d 2 V u max
6
2
d 3 ( L V ) g.
式中 umax—极限空塔气速，m/s；
hOW
式中 Lh—塔内液体流量，m3/h。 E—液流收缩系数，见图3-11 当E=1时，可用列线图3-12求hOW。 齿形堰：一般齿深hn<15mm 当液层高度不超过齿顶时，
蒸馏及吸收塔设备
泛，如合成氨、硫酸、 硝酸等工艺流程中都有吸 收塔的应用。
环保治理
吸收塔可用于处理工业废 气和烟气，如脱硫、脱硝、 除尘等工艺中都有吸收塔 的应用。
能源利用
在煤化工和燃气轮机发电 等领域，吸收塔可用于回 收低级蒸汽或燃烧气中的 余热。
03
蒸馏塔与吸收塔的比较
润滑操作部位
对设备的操作部位进行润滑，保证设备正常运转。
定期检查与维修
全面检查设备
定期对设备进行全面检查，包括塔体、内部构件、管道等。
更换磨损件
对磨损严重的部件进行更换，保证设备性能稳定。
清洗内部构件
定期清洗设备的内部构件，去除积聚的杂质和污垢。
常见故障排除
1 2
塔压波动
检查塔内物料流量和压力控制是否正常，调整相 关参数。
筛板塔
筛板塔具有较高的传质效 率和较小的压力降，适用 于处理粘度较大或易于起 泡的液体。
蒸馏塔设备的工作原理
蒸馏原理
蒸馏塔设备的工作流程
蒸馏是利用混合物中各组分挥发度的 不同，通过加热和冷凝的方法实现分 离的过程。
原料从塔的顶部进入，在下降过程中 与上升的气体或液体逆流接触，通过 组分挥发度的不同实现分离。
优缺点的比较
蒸馏塔
分离效果好，适用于各种沸点范围的 液体混合物分离；但能耗较高，操作 温度较高。
吸收塔
能耗较低，操作简便；但适用范围较 窄，主要适用于气体净化。
04
蒸馏塔及吸收塔的维护与保养
日常维护保养
清洁设备表面
每天对设备表面进行清洁，保持设备整洁无尘。
检查密封性
定期检查设备的密封性，确保无泄漏现象。
吸收原理
吸收是利用气体或液体混合物中各组 分在吸收剂中的溶解度不同，实现分 离的过程。
环保治理
吸收塔可用于处理工业废 气和烟气，如脱硫、脱硝、 除尘等工艺中都有吸收塔 的应用。
能源利用
在煤化工和燃气轮机发电 等领域，吸收塔可用于回 收低级蒸汽或燃烧气中的 余热。
03
蒸馏塔与吸收塔的比较
润滑操作部位
对设备的操作部位进行润滑，保证设备正常运转。
定期检查与维修
全面检查设备
定期对设备进行全面检查，包括塔体、内部构件、管道等。
更换磨损件
对磨损严重的部件进行更换，保证设备性能稳定。
清洗内部构件
定期清洗设备的内部构件，去除积聚的杂质和污垢。
常见故障排除
1 2
塔压波动
检查塔内物料流量和压力控制是否正常，调整相 关参数。
筛板塔
筛板塔具有较高的传质效 率和较小的压力降，适用 于处理粘度较大或易于起 泡的液体。
蒸馏塔设备的工作原理
蒸馏原理
蒸馏塔设备的工作流程
蒸馏是利用混合物中各组分挥发度的 不同，通过加热和冷凝的方法实现分 离的过程。
原料从塔的顶部进入，在下降过程中 与上升的气体或液体逆流接触，通过 组分挥发度的不同实现分离。
优缺点的比较
蒸馏塔
分离效果好，适用于各种沸点范围的 液体混合物分离；但能耗较高，操作 温度较高。
吸收塔
能耗较低，操作简便；但适用范围较 窄，主要适用于气体净化。
04
蒸馏塔及吸收塔的维护与保养
日常维护保养
清洁设备表面
每天对设备表面进行清洁，保持设备整洁无尘。
检查密封性
定期检查设备的密封性，确保无泄漏现象。
吸收原理
吸收是利用气体或液体混合物中各组 分在吸收剂中的溶解度不同，实现分 离的过程。
第3章蒸馏和吸收塔设备-精品
2019/9/8
4）弧鞍与矩鞍（berl saddle and intolox saddle）
2019/9/8
5）金属鞍环
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ห้องสมุดไป่ตู้
6）波纹板及波纹网
2019/9/8
7）规整填料
2019/9/8
二、填料塔的附件
1、填料支承装置
2019/9/8
2019/9/8
2、液体分布装置
•管式喷淋器 •莲蓬头式喷淋器 •盘式分布器 •多孔管式分布器 •槽式分布器
2019/9/8
2019/9/8
2019/9/8
2019/9/8
3）液泛 液泛
夹带液泛 降液管液泛
原因： 气液两相流速过大 影响因素： 流量、塔板结构
板间距大
液泛速度高
2019/9/8
2019/9/8
2019/9/8
2019/9/8
3、塔板的负荷性能图
1——漏液线 2——雾沫夹带线 3——液相负荷下限线 4——液相负荷上限线 5——液泛线
第三章
蒸馏和吸收塔设备
§3.1 概述 §3.2 板式塔 §3.3 填料塔
2019/9/8
第一节
概述
一、塔设备的基本功能及性 能评价 二、塔设备类型
2019/9/8
塔的定义： 高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；
2019/9/8
一、塔设备的基本功能及性能评价
1、基本功能
（1）使气液两相充分接触，适当湍动，提供尽可能大的传质 面积和传质系数，接触后两相能及时分离。
2019/9/8
一、板式塔结构
1、总体结构
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2019/9/8
2019/9/8
4）弧鞍与矩鞍（berl saddle and intolox saddle）
2019/9/8
5）金属鞍环
2019/9/8
ห้องสมุดไป่ตู้
6）波纹板及波纹网
2019/9/8
7）规整填料
2019/9/8
二、填料塔的附件
1、填料支承装置
2019/9/8
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2、液体分布装置
•管式喷淋器 •莲蓬头式喷淋器 •盘式分布器 •多孔管式分布器 •槽式分布器
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3）液泛 液泛
夹带液泛 降液管液泛
原因： 气液两相流速过大 影响因素： 流量、塔板结构
板间距大
液泛速度高
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3、塔板的负荷性能图
1——漏液线 2——雾沫夹带线 3——液相负荷下限线 4——液相负荷上限线 5——液泛线
第三章
蒸馏和吸收塔设备
§3.1 概述 §3.2 板式塔 §3.3 填料塔
2019/9/8
第一节
概述
一、塔设备的基本功能及性 能评价 二、塔设备类型
2019/9/8
塔的定义： 高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；
2019/9/8
一、塔设备的基本功能及性能评价
1、基本功能
（1）使气液两相充分接触，适当湍动，提供尽可能大的传质 面积和传质系数，接触后两相能及时分离。
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一、板式塔结构
1、总体结构
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第3章蒸馏和吸收塔设备
泡罩边缘开有纵向齿缝，中心装升气管。升气管直接与塔板 连接固定。塔板下方的气相进入升气管，然后从齿缝吹出与 塔板上液相接触进行传质。由于升气管作用，避免了低气速 下的漏液现象。
优点：操作弹性，塔效率较高。 缺点：结构复杂，造价高；板上液层厚，塔板压降大。 目前泡罩塔已逐渐被筛板塔和浮阀塔所取代。
2、筛孔塔板 排列方式开圆形筛孔，作为气相通道。气相穿过筛孔进入塔 板上液相，进行接触传质。 优点：结构简单，造价低廉，塔板阻力小。 缺点：操作弹性较小。 开始由于对筛板塔性能缺乏了解，操作经验不足，则认 为筛板塔盘易漏液、操作弹性小、易堵塞，使应用受到限制。
V
影响雾沫夹带的主要因素是空塔气速和塔板间距。空塔气速 增大，雾沫夹带量增大；板间距增大，雾沫夹带量减小。
四、漏液 板式塔少量漏液不可避免，当气速进
一步降低时，漏液量增大，导致塔板 上难以维持正常操作所需的液面，无 法操作。此漏液为严重漏液。为保证 塔的正常操作，漏液量应不大于液体 流量的10%。 造成漏液的原因：气速太小和塔板上液面落差所引起的气流 分布不均匀。
体分成两半，设有两个溢流堰，来自上一块塔板的液体从两侧 流向中心降液管，或从中心流向两侧的降液管。当液体流量继 续增大，塔径也随之增时，双流型可能已不能满足要求，此时 可考虑选择四程流型或阶梯流型塔板。
一般情况下尽可能使用单流程塔板，如果塔径大于2.2m时， 可以考虑多流型。
六、负荷性能图 对于一定的塔板结构，处理固定物系时，其操作状况随气 液负荷改变。为避免塔板发生异常流动，要求设计必须满足一 定的约束条件。将表示满足各约束条件的适宜操作范围的图形 称之为塔的负荷性能图。 设计时，应使操作点(A点)尽可能位于负荷性能图的中央，若 操作点靠近某一条边界线，则气液相负荷稍有变化，塔的正常 操作即被破坏。
《蒸馏和吸收塔设备》课件
02
处理能力
考虑设备的处理能力，确保能够满 足生产需求。
设备成本
在满足工艺要求的前提下，考虑设 备的制造成本和维护成本。
04
设计要点与注意事项
塔体设计
塔体的结构设计应合理，能够承受内部压力和外部载荷。
填Байду номын сангаас选择
根据工艺要求和物料特性，选择合适的填料。
流体分布
确保进入塔内的流体能够均匀分布，避免出现偏流现象。
蒸馏塔按照操作方式可分为连续式和间歇式；按塔板结构可分为浮阀塔、筛板 塔、泡罩塔等。吸收塔按操作压力可分为常压吸收塔和加压吸收塔；按气体流 向可分为顺流式、逆流式和错流式。
设备应用领域
化工
用于分离石化、化工原料等液体混合物，如 石油裂化、煤焦油分离等。
制药
用于分离药物中间体、原料药和成品药的混 合物。
随着工业革命的发展，蒸馏和吸收塔 设备逐渐实现连续化、大型化和自动 化，提高了生产效率和分离效果。
02
蒸馏塔设备
蒸馏塔的工作原理
蒸馏塔是一种用于分离液体混合物的 设备，通过加热使液体混合物产生蒸 汽，然后通过冷凝和回流实现不同组 分的分离。
蒸馏塔的效率受到多种因素的影响， 如温度、压力、进料组成和操作条件 等。
再生与循环操作
通过再生塔或解吸塔将吸收剂再生或循环使用，降低生产成本和 提高资源利用率。
防腐蚀与防垢措施
针对吸收塔中可能出现的腐蚀和结垢问题，采取相应的预防和缓 解措施，延长设备使用寿命。
04
蒸馏和吸收塔设备的维护与保养
设备的日常维护
每日检查
检查设备外观是否完好，各部件连接是否紧固， 有无泄漏现象，以及仪表显示是否正常。
故障三
化工蒸馏吸收及其塔类设备
化工蒸馏吸收及其塔类设备第一节 常用概念一、拉乌尔定律和亨利定律1、拉乌尔定律：是描述理想溶液的气液平衡关系式，即式中 溶液上方组分的平衡分压同温度下纯组分的饱合蒸气压溶液中组分的摩尔分率对于那些由性质极相近、分子结构极相似的组分所组成的溶液可初见其为理想溶液。
2、亨利定律：是描述当总压不高时，在恒定的温度下，稀溶液的气液平衡关系式，即式中 溶质在气相中的平衡分压，溶质在液相中的摩尔分率；亨利系数，其数值随物系的特性及温度而异。
单位与压强一致。
3、两定律关系凡理想溶液，在压强不高及温度不变的条件下，关系在整个浓度范围内都符合亨利定律，而亨利系数即为该温度下纯溶质的饱合蒸气压，此时亨利定律与拉乌尔定律一致；但对非理想溶液，此时亨利系数不等于纯溶质的饱和蒸气压，且只在液相中溶质浓度很低的情况下才是常数。
在同一种溶剂中，不同的气体维持其亨利系数恒定的浓度范围是不同的。
对于某些较难溶解的系统来说，当溶质分压不超过1×105Pa 后，恒定温度下的E 值可视为常数。
当分压超过1×105Pa 后，E 值不仅是温度的函数，且随溶质本身的分压而变。
亨利系数一般用实验测定。
对于一定的气体和一定的溶剂，亨利系数随温度而变化。
一般来说，温度上升则E 值增大，这体现着气体溶解度随温度升高而减小的变化趋势。
在同一溶剂中，难溶气体的E 值很大，而易溶气体的E 值则很小。
二、蒸馏利用液体混合物中各组分挥发能力的不同，将混合液加热沸腾汽化，分别收集挥发出的汽相和残留的液相而将液体混合物中各组分分离的操作称为蒸馏。
液体混合物中各组分的挥x p p 0=-p -0p -x Ex p =*-*p -x -E x p -*发能力相差越大，就越容易分离。
其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分）；较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。
三、吸收气体吸收的原理是根据各组分在液体溶剂中的溶解度来分离气体混合物。
吸收操作中使用的液体溶剂称为吸收剂；在混合气体中，可在吸收剂中显著溶解的成分称为溶质；几乎不溶的组分统称为惰性组分或载体；通过吸收操作获得的溶液称为吸收溶液或富溶液；吸收后排出的气体称为吸收尾气。
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5
hn )2 ]
hOW 60 70mm
hL 0.05 0.1m
0.1 hOW hW 0.05 hOW
3.2.3 板式塔的工艺设计
➢ 弓形降液管
• 宽度和截面积：根据堰长与塔 径之比求算。
降液管内液体停留时间：(>3~5s)
3600Af HT
Lh
• 底隙高度(确保液封，且阻力
说明： 开始发生液泛时的气速称之为液泛气速 。 两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。
4 雾沫夹带
定义：上升气流将板上液体带入上一层塔板的现象。 结果：造成液相反混，降低板效率。 规定：雾沫夹带量不超过10％或ev<0.1kg(液)/kg(气)
不良后果：（1）降低板效， （2）将不挥发性物质逐板送至塔顶造成产品污染， （3）严重时造成液泛。
有溢流塔板
降液管
溢
流
装
置降溢液流管堰齿平
顶 形
堰 堰
塔板上理想流动情况： 液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液
层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。
传质的非理想流动情况： ①反向流动 雾沫夹带、气泡夹带 ，即：返混现象 后果：使已分离的两相又混合，板效率降低，能耗增加。
3.3.2 填料
3.3.2 填料
1 填料特性 （1）比表面积σ （2）空隙率ε （3）填料因子σ/ ε3
干填料因子，湿填料因子Φ
选择填料的原则 比表面积要大，空隙率要大，润湿性能要好，质 量轻，造价低，足够的力学强度。
2 填料类型
散堆填料
分类
环形 鞍形
拉西环 鲍尔环
阶梯环 弧鞍（贝鞍）
矩鞍（英特洛克斯）
塔板类型：其它型
（1）舌形塔板
（2）斜孔塔板
3.2.2 板式塔的流体力学性能
1 塔板上气液两相的接触状态
鼓泡状
气液接触方式有四种：
蜂窝状 泡沫状
喷雾状
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
3.2.2 板式塔的流体力学性能
2 塔板压降 ❖干板阻力，液层静压强阻力，表面张力阻力
V 2.78kg / m3
3.3 填料塔
3.3.1 填料塔的结构与特点 3.3.2 填料 3.3.3 填料塔的流体力学性能 3.3.4 填料塔的计算 3.3.5 填料塔附件
3.3.1 填料塔的结构与特点
1 结构
3.3.1 填料塔的结构与特点
2 特点 • 结构简单，生产能力大 • 分离效率高，持液量小 • 操作弹性大，压降低 • 可处理腐蚀性物料 • 特别适用于真空精馏 • 造价高 • 不易处理含有悬浮物的原料，易聚合的物料 • 不适宜有侧线出料的场合
2
x
R2
x2
180o
R2
arcsin
x R
x
D 2
(Wd
Ws
), m
R
D 2
Wc , m
2 浮阀塔板的流体力学验算
1）气体通过浮阀塔板的压强降
pp pc pl p
hp hc hl h
1）干板阻力
阀全开前 u0 u0c
hp
不良后果： （1）单板压降大，气体流动阻力大，对输送要求较高。 （2）过高的单板压降会使塔顶与塔底的压差较大，从而 影响体系的相平衡关系以及气液流动情况，这对真空操作 尤为重要。
一般，常压塔：单板压降 40~65mmH2O 减压塔：单板压降 10~35mmH2O
3 液泛
定义：塔板上的液体不能正 常流下，产生积液，也 叫淹塔。
VS 泛点率＝
V L V
1.36LS ZL 100%
或
VS 泛点率＝
V L V 100%
KCF Ab
0.78KCF AT
说明：超过允许值，可调整 塔板间距 或 塔径。
（4）漏液
取阀孔动能因数 F0 5 6 作为控制漏液量的操
作下限，此时漏液量接近10%。
说明：如果漏液量较大，可 减小开孔率 或 降低堰高。
不良后果：液面落差会导致气流分布不均
7 负荷性能图
（1）雾沫夹带线 （2）液泛线 （3）液相负荷上限线 （4）漏液线 （5）液相负荷下限线 （6）操作线与操作点
操作弹性=气量上限/气量下限
操作弹性要求大于 2～3
3.2.3 板式塔的工艺设计
设计步骤
（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案 （2）根据设计任务和工艺要求，选择塔板类型 （3）确定塔径、塔高等工艺尺寸 （4）塔板结构设计 （5）流体力学验算 （6）绘制塔板负荷性能图 （7）对设计进行分析与修正
• 结构：筛孔，直径3－8mm，正三角形排列 • 优点：结构简单，造价低；气体压降小，液面落差小；生产
能力大，板效率高； • 缺点：操作弹性小。
塔板类型：浮阀型
• 结构：浮阀，F1、V-4、T型 • 优点：结构上较泡罩简单，比筛板复杂，生产能力大，操作
弹性大，塔板效率高，气体压降小及液面落差小，造价低。
3 本章主要内容 1) 结构与性能 2) 工艺设计方法 3) 选型
3.2 板式塔
3.2.1 塔板类型 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.3 板式塔的工艺设计
3.2.1 塔板类型、结构及特点：
全塔：逆流接触 两相接触方式
塔板上：错流接触
流动推动力
液体：重力 气体：压力差
受液区
开孔区
平顶型 溢流堰
说明：若泡沫高度过大，可 减小塔板阻力或 增大塔板间距。
（3）雾沫夹带
在下列泛点率范围内，一般可保证eV<0.1kg液/kg气
大塔：泛点率<80% 直径0.9m以下的塔：泛
点率<70% 减压塔：泛点率<75%
泛点率：操作时空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值， 是用来估算雾沫夹带量的指标。
金属环矩鞍
球形
规整填料
波纹型
丝网波纹 孔板波纹
隔栅型 格利希隔栅
拉西环
鲍尔环
阶 梯 环
弧鞍环
金属环矩鞍
规整填料
填料类型
1．拉西环：外径与高度相等的圆环。 结构简单，研究充分 沟流、壁流严重、滞留液量大、气流阻力大
2．鲍尔环：在拉西环的侧壁上开出方孔。 结构复杂 效率高、阻力小
3．阶梯环：高度为直径的一半，环的一端制成喇叭口。 结构复杂 效率高、阻力小、气量大
2)评价指标 • 通量：单位塔截面的生产能力 • 分离效率：（板式塔：塔板效率；填料塔：等板高度） • 适应能力：操作弹性 • 其它：流动阻力低、结构简单、造价低、易于操作与控制
3.1 概述
2 塔设备的类型
1）板式塔：气相为分散相，液相为连续相，逐级接触逆流操作。 2）填料塔：气相为连续相，液相为分散相，微分接触逆流操作。
原因：气体或液体流量过大， 气速过高，塔板间距过 小。
种类：降液管液泛，雾沫夹 带液泛。
结果：塔板压降升高，不能 正常操作。
① 过量雾沫夹带液泛
原因：① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上 一层塔板；② 气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分 液沫流动。 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 管内液泛。
4．弧鞍与矩鞍：表面全部敞开，表面利用率高。 弧鞍： 易套叠 矩鞍： 不套叠、阻力小
经验值：常压、加压塔：265－530Pa 减压塔：200Pa
（2）液泛
Hd hp hL hd
无进口堰：
2
hd0.153 Nhomakorabea Ls lW h0
0.153u '0 2
有进口堰：
hd
0.2
Ls lW h0
2
0.2u '0 2
Hd (HT hW )
以上流体力学验算结束后，需绘制负荷性能图，计 算塔板操作弹性。
✓ 浮阀塔设计实例：
【例3－2】 拟建一浮阀塔用以分离苯－甲苯 混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试 根据以下条件作出浮阀塔的设计计算。
Vs 1.61m3 / s Ls 0.0056 m3 / s
L 875 kg / m3 20.3mN / m
D 1.5m,WS 60 75mm D 1.5m,WS 80 100mm
（4）无效区：边缘区，供安装用
小塔：WC 30 50mm 大塔：WC 50 75mm
5 浮阀的数目与排列
（1）阀孔动能因数与阀孔数目
所有浮阀刚刚处于全开时操作性能最好 浮阀的开度与阀孔处气相的动压有关，以动能
3.2.3 板式塔的工艺设计
1 浮阀塔工艺尺寸的计算
1）塔高(=有效高度+底部空间+顶部空间+裙座高度)，
其中有效高度为：
Z
NT ET
1 HT
• 板间距大，空塔气速高，塔径小，塔高 • 板间距小，空塔气速低，塔径大，塔低 • 板数较多的塔，板间距应小，塔径大 • 板间距根据经济指标确定 • 板间距的数值应按照规定选取整数 • 易起泡物系，负荷波动大，板间距应大
影响雾沫夹带量的主要因素： 空塔气速和塔板间距。
5 漏液
产生的原因：气速过小，或气体、液体分布严重不均。 不良后果：降低板效，严重时使板上不能积液，是塔不良的操作
现象之一。漏液量达10%的气速为漏液速度，是塔操作的下 限气速。