板式塔的特点
板式塔的分类及应用
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。
塔式反应器
直径不超过75mm的散装填料,可取最小
润湿速率 (LW)min=0.08 m3/(m·h);
对于直径大于 75mm的散装填料,
(LW)min =0.12 m3/(m·h)。
填料表面润湿性能与填料的材质有关。 常用的陶瓷、金属、塑料三种材质而言,
以陶瓷填料的润湿性能最好,塑料填料的润湿 性能最差。
反应在液相内进行,为液相控制。
化学吸收可以大大降低塔的高度, 而物理吸收塔过高,不能够实现。
2
5.1 概述
一、塔式反应器特点及应用
1.填料塔---快速和瞬间反应过程,特别适合与低压和介质 具有腐蚀性的操作。
2.板式塔---中速和快速反应过程。大多采用加压操作,适 用于传质过程控制的加压反应过程。
3.喷雾塔---瞬间反应过程,适合于有污泥,沉淀和生成固体 产物的体系,气膜控制的反应系统,气液两相返混严重。
17
液体再分布器
作用: 减轻液体流动时, 逐渐增大的壁流现象。
如令每段填料层的高度为Z, 塔径为D,对乱堆拉西环, 取
随着填料性能的改进, 之值可增大, 该值一般在3至10之间。
18
气体入口布气结构
作用:防止气体直接冲刷填料层。 当塔径小时,将进气管做成向下45º的切口, 以免气
体直接冲刷填料层。对大塔,气体入塔向下 方做成喇叭形以扩大或多空管气体分布器。
28
液体喷淋密度: 指单位塔截面积上,单位时间内喷淋的液体体积, 以U表示,单位为m3/m2·h)。
Umi n (Lw)mian
式中 U min ——最小喷淋密度,m3/(m2·h); (LW) min ——最小润湿速率,m3/(m·h); a ——填料的比表面积,m2/m3。
最小润湿速率:在塔的截面上,单位长度的 填料周边的最小液体体积流量。
化工原理下3-2板式塔
29
~ 流动阻力 ~ 塔压降 ~ 生产能力 ~ 流动阻力 ~ 传质效率
二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子,以 表示,其单位为1/m。
3
干填料 因子
分析
30
~ 流动阻力
生产能力 传质效率
二、填料的性能及其评价
在操作状态下
第3章
3.2 3.2.1 板式塔
蒸馏和吸收塔设备
板式塔的结构与塔板类型
3.2.2
3.2.3
板式塔的流体力学性能和操作特性
板式塔工艺设计(选读)
1
二、塔板负荷性能图
1.塔板负荷性能图的构造 对一定分离物系,当设计选定塔板类型后,其 操作状况和分离效果便只与气液负荷有关。要维持 塔板正常操作和塔板效率的基本稳定,必须将塔内 的气液负荷限制在一定的范围内,该范围即为塔板 的负荷性能。
最大液流量 Lmax
5
二、塔板负荷性能图
(5) 液泛线 为防止液泛,降液管内的液层高度应不超过某 一数值。
H d ( H T hW )
降液管内 液层高度
液泛气速 uF
塔板 间距 溢流堰 高度
安全 系数
6
二、塔板负荷性能图
3.板式塔的操作分析 ①适宜操作区; ②操作点;
③操作线; ④操作控制;
格里奇格栅填料
25
一、填料的类型
(2)波纹填料 目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填 料,它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料,波 纹与塔轴的倾角有30°和45°两种,组装时相邻 两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内,相 邻的两盘填料间交错90°排列。 波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹 填料两大类。
板式塔主要类型得结构与特点
板式塔主要类型得结构与特点工业上常用得板式塔有:泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流栅孔板塔浮阀塔具有得优点:生产能力大,塔板效率高,操作弹性大,结构简单,安装方便。
二、板式塔得流体力学特性1、塔内气、液两相得流动A 使气液两相在塔板上进行充分接触以增强传质效果B 使气液两相在塔内保持逆流,并在塔板上使气液量相保持均匀得错流接触,以获得较大得传质推动力。
2、气泡夹带:液体在下降过程中,有一部分该层板上面得气体被带到下层板上去,这种现象称为气泡夹带。
3、液(雾)沫夹带:气体离开液层时带上一些小液滴,其中一部分可能随气流进入上一层塔板,这种现象称为液(雾)沫夹带。
4、液面落差液体从降液管流出得横跨塔板流动时,必须克服阻力,故进口一侧得液面将比出口这一侧得高。
此高度差称为液面落差。
液面落差过大,可使气体向上流动不均,板效率下降。
5、气体通过塔板得压力降压力降得影响:A 气体通过塔板得压力降直接影响到塔低得操作压力,故此压力降数据就是决定蒸馏塔塔底温度得主要依据。
B 压力降过大,会使塔得操作压力改变很大。
C 压力降过大,对塔内气液两相得正常流动有影响。
压力降:ΔPP =ΔPC+ΔPL+ΔPδ塔板本身得干板阻力ΔPC板上充气液层得静压力ΔPL液体得表面张力ΔPδ折合成塔内液体得液柱高度M,则ΔPP /ρLg=ΔPC/ρLg +ΔPL/ρLg +ΔPδ/ρLg即hp =hc+hL+hδ浮阀塔得压力降一般比泡罩塔板得小,比筛板塔得大。
在正常操作情况,塔板得压力降以290—490 N/m2、在减压塔中为了减少塔得真空度损失,一般约为98—245Pa 通常应在保证较高塔板效率得前提下,力求减少塔板压力降,以降低能耗及改善塔得操作性能。
6、液泛(淹塔)汽液量相中之一得流量增大到某一数值,上、下两层板间得压力降便会增大到使降液管内得液体不能畅顺地下流。
当降液管内得液体满到上一层塔板溢流堰顶之后,便漫但上层塔板上去,这种现象,称为液泛(淹塔)如气速过大,便有大量液滴从泡沫层中喷出,被气体带到上一层塔板,或有大量泡沫生成。
板式塔介绍
塔盘板、降液管、受液盘、溢流堰、支撑圈以及支 撑梁等组成。
2、降液管
作用:将进入其内的含有气泡的液体进行 气液分离,使清液进入下一层塔盘。见图 10-13.
圆形降液管常用于小塔,负荷小的场合。 弓形降液管用于大液量及大直径的塔。 整块式塔盘的小直径塔,可采用固定在塔
盘板上的弓形降液管。
3、受液盘
作用:保证降液管出口处的液封,受 液盘有平形和凹形两种。 (1)平行受液盘 特点:结构简单,便于制造与 安装,适用于易结焦和易聚合 的物料,可避免塔盘上形成死角。
3、受液盘
(2)凹行受液盘 特点:具有缓冲液体冲击, 防止液体飞溅,液封效果好, 能使液体均匀流过塔盘的鼓 泡区。
泡罩塔的组成:泡罩、升气管的塔板、降 液管和溢流堰。
泡罩塔的工作原理: 蒸气从下层塔盘上升 进入泡罩的升气
管 通过环形通道 再经过泡罩的齿缝 分散到泡罩间的液层中 搅拌塔盘上的液 体 液层上部变成泡沫层,蒸气与液体充 分接触,达到传质的目的。
圆形泡罩
泡罩的结构
矩形齿缝 连接螺栓 泡罩
升气管
丝网除沫器
结构:若干层 丝网被夹于上 下格栅之间。
特点:自由体 积大,单位体 积小,使用方 便,除沫效率 高,流体阻力 小。丝网除沫 器不适用于处 理不洁净的气 体。
四、化工生产常用的板式塔
1、泡罩塔
4
2
3
1
5
6
1,6-清液 2-降液管 3-降液挡板 4-气液接触区 5-充气液体
泡罩塔的组成与工作原理
泡罩塔的优点:
气液接触充分;操作弹性大,即气液比变 化范围大;适用于多种介质;有较高的生 产能力,适用于大型生产。
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。
泡罩塔、浮阀塔、筛板塔
泡罩塔、浮阀塔、筛板塔关于筛板塔板、浮阀塔板和泡罩塔板的选用一、板式塔塔盘的形式及特点板式塔是化工生产中广泛采用的一种传质设备,板式塔的塔盘结构是决定塔特性的关键,常用塔盘有泡罩形、浮阀形、筛板形、舌形及浮动喷射形等。
下面讨论常用塔盘结构及特点。
1.泡罩塔盘泡罩塔盘是工业上应用最早的塔盘之一。
在塔盘板上开许多圆孔,每个孔上焊接一个短管,称为升气管,管上再罩一个“帽子“,称为泡罩,泡罩周围开有许多条形空孔。
工作时,液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘,然后横向流过塔盘板、流入再下一层塔盘,气体从下一层塔盘上升进入升气管,通过环行通道再经泡罩的条形孔流散到液体中。
泡罩塔盘具有如下特点。
,1,气、液两相接触充分,传质面积大,因此塔盘效率高。
,2,操作弹性大,在负荷变动较大时,仍能保持较高的效率。
,3,具有较高的生产能力,适用于大型生产。
,4,不易堵塞,介质适用范围广。
,5,结构复杂、造价高,安装维护麻烦,气相压降较大,但若在常或加压下操作,这并不是主要问题。
2.浮阀塔盘浮阀塔盘是在塔盘板上开许多圆孔,每一个孔上装一个带三条腿可上下浮动的阀。
浮阀是保证气液接触的元件,浮阀的形式主要有F-1型、V-4型、A型和十字架型等,最常用的是F-1型。
F-1型浮阀有轻重两种,轻阀厚1.5mm、重25g,阀轻惯性小,振动频率高,关阀时滞后严重,在低气速下有严重漏液,宜用在处理量大并要求压降小,如减压蒸馏,的场合。
重阀厚2mm、重33g,关闭迅速,需较高气速才能吹开,故可以减少漏液、增加效率,但压降稍大些,一般采用重阀。
操作时气流自下而上吹起浮阀,从浮阀周边水平地吹入塔盘上的液层,液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘,再横流过塔盘与气相接触传质后,经溢流堰入降液管,流入下一层塔盘。
综上所述,盘式浮阀塔盘具有如下特点。
,1,处理量较大,比泡罩塔提高20,40%,这是因为气流水平喷出,减少了雾沫夹带,以及浮阀塔盘可以具有较大的开孔率的缘故。
板式塔的流体力学性能与操作特性
泡形式通过液层。由于气泡的
数量不多,形成的气液混合物
基本上以液体为主,气液两相
接触的表面积不大,传质效率
很低。
• 特点:
• 液体为连续相,气体为分散相;
• 传质在气泡表面进行;
• 湍动程度低,传质阻力大。
3
• (2)泡沫接触状态
• 当气速继续增加,气泡数量急剧增 加,气泡不断发生碰撞和破裂,此 时板上液体大部分以液膜的形式存 在于气泡之间,形成一些直径较小, 扰动十分剧烈的动态泡沫,在板上 只能看到较薄的一层液体。由于泡 沫接触状态的表面积大,并不断更 新,为两相传热与传质提供了良好 的条件,是一种较好的接触状态。
• 特点:
• 液体为连续相,气体为分散相;
• 传质在不断更新的液膜表面进行;
• 湍动程度高,接触面积大,传质阻 力小。
4
• (3)喷射接触状态 • 当气速继续增加,由于气体动能很大,
把板上的液体向上喷成大小不等的液 滴,直径较大的液滴受重力作用又落 回到板上,直径较小的液滴被气体带 走,形成雾沫夹带。 • 特点: • 气体为连续相,液体为分散相; • 传质在不断更新的液滴表面进行; • 因液滴不断形成和聚集,因此传质面 积大大增加。
V
雾沫夹带线
液相负 荷下限
液相负荷低于此线 使塔板上液流不能 均匀分布,导致板 效率下降
漏液线
流体流量超过此限,
会中使停液液留泛体时在间线降过液短管,
导致降液管中气体 来不及与液体分离 而被带到下层塔板
液相负 荷上限
14
3、负荷性能图的分析
V
•操作弹性:两极 限的气体流量之 比作称弹为性塔,操板 操作的作极操弹限 性越大的塔越好, 一般要求大于2~ 3。
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
板式塔
液流型式选取参考表
塔径 m 1.0 1.4 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 适用场合 液 体 流 量 m3/h U 型流型 单流型 双流型 阶梯流型 <7 <9 <11 <11 <11 <11 <11 较低 液气比 <45 <70 <90 <110 <110 <110 <110
一般场 合
90-160 110-200 200-300 110-230 230-350 110-250 250-400 110-250 250-450
液流
(a)斜台装置
林德筛板
(b)导向孔
(7)无溢流塔板
有溢流塔板:有降液管的塔板; 无溢流塔板:无降液管的塔板;
形式:无溢流栅板和无溢流筛板;
特点:生产能力大,结构简单,塔板阻力小; 但操作弹性小,塔板效率低。
冲制栅板
由金属条组成 的栅板
无溢流筛板
层出不穷的新型塔板结构各具特点,应根据不同的工艺及生 产要求来选择塔型。
FLV qVL qVV
0.07 0.1
0.2
0.3 0.4
0.7 1.0
L V
筛板塔泛点关联图
对于物系表面张力为其他数值时: C C20 20
0 .2
L V uf C V
② 选取设计气速 u
选取泛点率: u / uf
一般液体, 0.6 ~0.8 易起泡液体,0.5 ~ 0.6 设计气速 u = 泛点率 ×uf 所需气体流通截面积
四、板式塔性能要求 ① 生产能力大; ② 塔板效率高; ③ 具有适当的操作弹性;
④ 塔板阻力小;
⑤ 塔结构简单,易于加工制造,维修保养。 五、设计的基本任务
化工原理6.7 板式塔
夹带较小,故塔板效率较高。
③ 操作弹性大。
④ 结构简单、造价低,安装检修方便。
⑤ 浮阀对材料的抗腐蚀性能要求较高。
脚钩
F-1型
6.7
板式塔
6.7.6.4 导向筛板(林德筛板)
(1)适用范围
适用于真空精馏操作的高效低压降塔板。
(2)评价指标
每块塔板的压降与板效率的比值。
6.7
6.7.1
板式塔
板式塔的结构特点和流体力学特性
6.7.1.1 板式塔的结构及功能
(1)主要构件:
塔体、塔板及气、液体进出口管等。塔体为圆柱形壳体。
(2)塔内流体流动:
塔内液体在重力作用下自上而下流经各层塔板,最后由塔
底排出。
塔内气体在压力差作用下经塔板上的小孔由下而上穿过塔
板上的液层,最后由塔顶排出。
操作范围宽
缺点
适用范围
结构复杂
阻力大
生产能力低
某些要求弹性好的特殊
塔
浮阀板
效率高
操作范围宽
采用不锈钢
浮阀易脱落
分离要求高
负荷变化大
原油常压分馏塔
筛板
效率较高
成本低
安装要求水平易堵
操作范围窄
分离要求高
塔板较多
化工中丙烯塔
舌型塔板
结构简单
生产能力大
操作范围窄
效率较低
分离要求较低的
闪蒸塔
斜孔板
生产能力大
效率高
注意:气体和液体沿塔板的不均匀流动,传质量减少,
效率下降。
6.7
板式塔
6.7.2.3 板式塔的不正常操作
(1)液泛
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。
板式塔塔板和填料塔填料的选择及特点
基本参数。
①比表面积
单位体积填料的填料表面积称为比表面积, 以a表示,其单位为m2/m3。填料的比表面 积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因 此,比表面积是评价填料性能优劣的一个 重要指标。
②空隙率
单位体积填料中的空隙体积称为空隙率, 以ε表示,其单位为m3/m3,或以%表示。
填料的空隙率越大,气体通过的能力越大 且压降低。因此,空隙率是评价填料性能 优劣的又一重要指标。
对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料 的持液量较小,压降小,故可优先选择真 空操作下的填料塔;
具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为 填料塔可采非金属材料,如陶瓷、塑料 等;
容易发泡的物料,宜选用填料塔。
2、填料塔填料的选择
填料的几何特性数据主要包括比表面积、 空隙率、填料因子等,是评价填料性能的
③填料因子
填料的比表面积与空隙率三次方的比值, 即a∕ε3,称为填料因子,以Ф表示,其单 位为1/m。它表示填料的流体力学性能,Ф 值越小,表明流动阻力越小。
3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及 压降三要素衡量。
在相同的操作条件下,填料的比表面积越 大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越 好,则传质效率越高;
填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量 越大,压降亦越低。
国内学者采用模糊数学方法对九种常用填 料的性能进行了评价如表所示:
各有各的特点和使用体系,现将几种主要 塔板的性能比较
三、填料塔及填料的选型
1、填料塔塔型选择一般原则
塔填料是填料塔的核心构件,它为气液两 相间热、质传递提供了有效的相界面,只 有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件, 才有望构成技术上先进的填料塔。
下列情况优先选用填料塔:
在分离程度要求高的情况下,因某些新型 填料具有很高的传质效率,故可采用新型 填料以降低塔的高度;
板式塔
网孔塔板
由冲有倾斜开孔的薄板 组成, 具有舌形塔板的特
点,但板上还装有倾斜的 挡沫板,避免液体被直接吹 过塔板,并提供气液分离 和气液接触的表面,这是一 种气液通过能力大,而板效 率无明显降低的新塔板
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。
板式塔
小组人员:洪剑波、杨继涛、高新、郑鹏、严心、田鑫
板式塔
塔板类型 各种塔板类型的特点
常见塔板 各种常见塔板的特点
新统的分级 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。
多;化工中丙烯塔
结构简单,生产能力 大
操作范围窄,效率较 分离要求较低的闪蒸
低
塔
生产能力大,效率高
操作范围比浮阀塔和 分离要求高,生产能
泡罩塔窄
力大
筛孔塔板Sieve plate 1830年问世。结构:塔板上均匀分布许多小孔(多呈正三
板式塔的特点
1.板式塔的基本知识、类型及特点
(3)板式塔的特点
优点
板式塔具有处理量大,重量轻,清理检修方便,操作稳定性好, 空塔速度较高,且便于满足工艺上的特殊要求,如多段取出不同 馏分等。
缺点
板式塔的缺点是结构复杂,成本较高,压降损失也较大
(4)板式塔和填料塔的主要对比
比较 压降 空塔气速 塔效率 持液量 液气比 安装检修 材质 造价 填料塔 较大 较大 较稳定、效率较高 较大 适用范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低 板式塔 小尺寸填料较大;大尺寸填料及规整填料 较小 小尺寸填料较小;大尺寸填料及规整填料 较大 传统填料低;新型乱堆及规整填料高 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
1.板式塔的基本知识、类型及特点
(1) 板式塔的主要构件:
板式塔的主要构件有:
(1)塔体 通常为圆柱体,常 用钢板焊接而成, 有时也将其分布为 若干塔节,塔节间 用法兰盘连接
(2)溢流装置
①出口堰 ②降液管 ③受液盘 ④进口堰
(3)塔板
它的结构形式有多样,如斜孔 板、筛板、旋流板等,板上设 有溢流堰,以保持约30mm厚度 的液层。操作中合适的液气比 非常重要,气量过大,则气速 过高,穿过筛板时会以连续相 通过塔板液层,形成气体短路, 并增大阻力;气量过小或液流 量过大,会导致液体从筛孔泄 露,降低吸收效率。
பைடு நூலகம்
降液管
液 相
堰
气相
(b)逆流塔板(穿流式塔板): 塔板间没有降液管,气、液两相同时由塔板上的孔道 或缝隙逆向穿流而过,板上液层高度靠气体速度维持。 优点:塔板结构简单,板上无液面差,板面充分利 用,生产能力较大; 缺点:板效率及操作弹性不及溢流塔板。
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1.板式塔的基本知识、类型及特点 (2)塔板类型
(a)溢流塔板 (错流式塔板):塔板间有专供液 体溢流的降液管 (溢流管),横向流过塔板的流体 与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。 板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降 液管的位置及堰的高度给予控制,从而可获得较 高的板效率,但降液管将占去塔板的传质有效面 积,影响塔的生产能力。 溢流式塔板应用很广,按塔板的具体结构形式 可分为: 泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、 舌形塔板等。
降液管
液 相
堰
气相
(b)逆流塔板(穿流式塔板): 塔板间没有降液管,气、液两相同时由塔板上的孔道 或缝隙逆向穿流而过,板上液层高度靠气体速度维持。 优点:塔板结构简单,板上无液面差,板面充分利 用,生产能力较大; 缺点:板效率及操作弹性不及溢流塔板。
液相
与溢流式塔板相比,逆流式塔板应用范围小得多, 常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
1.板式塔的基本知识、类型及特点
(1) 板式塔的主要构件:
板式塔的主要构件有:
(1)塔体 通常为圆柱体,常 用钢板焊接而成, 有时也将其分布为 若干塔节,塔节间 用法兰盘连接
(2)溢流装置
①出口堰 ②降液管 ③受液盘 ④进口堰
(3)塔板
它的结构形式有多样,如斜孔 板、筛板、旋流板等,板上设 有溢流堰,以保持约30mm厚度 的液层。操作中合适的液气比 非常重要,气量过大,则气速 过高,穿过筛板时会以连续相 通过塔板液层,形成气体短路, 并增大阻力;气量过小或液流 量过大,会导致液体从筛孔泄 露,降低吸收效率。
第1节
了解塔设备的相关知识
第2节
认识填料塔
第3节
认识板式塔
板式塔
第3节
1.了解板式塔的基本知识、 类型及特点
3.筛板塔的结构及作用
认识板式塔
2.泡罩塔的结构及作用
4.浮阀塔的结构及作用
5.了解舌形塔板及浮舌塔板、 斜孔塔板结构及作用
6.板式塔的辅助设备及作 用
板式塔的总体结构图
溶剂
气体
板式塔
在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板,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,故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。
Байду номын сангаас气相
1.板式塔的基本知识、类型及特点
(3)板式塔的特点
优点
板式塔具有处理量大,重量轻,清理检修方便,操作稳定性好, 空塔速度较高,且便于满足工艺上的特殊要求,如多段取出不同 馏分等。
缺点
板式塔的缺点是结构复杂,成本较高,压降损失也较大
(4)板式塔和填料塔的主要对比
比较 压降 空塔气速 塔效率 持液量 液气比 安装检修 材质 造价 填料塔 较大 较大 较稳定、效率较高 较大 适用范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低 板式塔 小尺寸填料较大;大尺寸填料及规整填料 较小 小尺寸填料较小;大尺寸填料及规整填料 较大 传统填料低;新型乱堆及规整填料高 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大