精馏塔专题培训课件
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优点
结构简单、造价低 生产能力大 板上液面落差小，气体压降低 塔板效率较高
缺点
操作弹性小 筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料
(3)浮阀塔板
浮阀是20世纪二战后开始研究，50年代开始启用 的一种新型塔板，后来又逐渐出现各种型式的浮阀 。 其型式有圆形、方形、条形及伞形等。较多使用圆 形浮阀，而圆形浮阀又分为多种型式 特点：浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔 上开孔，阀片上装有限位的三条腿。
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。
鼓泡接触状态
（2）蜂窝状接触状态 随着气速增加，气泡
数量不断增加。当气泡形 成速度大于气泡浮升速度 时气泡在液层中累积。气 泡间相互碰撞，形成各种 多面体的大气泡。由于气 泡不易破裂，表面得不到 更新，所以此种状态不利 于传热和传质。
蜂窝状接触状态
（3）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 分剧烈动态泡沫，由于泡 沫接触状态表面积大，并 不断更新，是一种较好的 接触状态。
二、板式塔的流体力学性能
1. 塔板上气液两相的接触状态
塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流 流体力学及传质和传热规律的重要因素。当液体流 量一定时，随着气速的增加，可以出现四种不同的 接触状态：
鼓泡接触状态
蜂窝接触状态
泡沫接触状态
u↑
喷射接触状态
（1）鼓泡接触状态
气速较低时，气 体以鼓泡形式通过液 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。
2、 汽、液相流程
液体：横向流过塔板经溢流堰溢流进入降液管， 液体在降液管内释放夹带的气体，从降液管底隙流 至下一层塔板。
气体：穿过塔板上汽相通道，如筛孔、浮阀等， 进入塔板上的液层鼓泡区，汽、液接触进行传质。
3、塔板的类型
1）. 塔板分类
有降液管式塔板√
塔板 无降液管式塔板
错流式 逆流式
a.有降液管式塔板 b.无降液管式塔板
缺点：是结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。
(2)筛孔塔板
筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上 开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在 塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使 板上能保持一定厚度的液层。
筛孔塔板
a.操作示意图；
b.筛孔布置图
筛孔塔板
筛孔塔板的优缺点
泡罩塔板
泡罩塔板 a.操作示意图；b.塔板平面图；c.圆形泡罩
特点：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：该塔板操作弹性，塔效率也比较高，运用较为广泛。
泡沫接触状态
（4）喷射接触状态
当气速继续增加，把板 上液体向上喷成大小不等的 液滴，直径较大的液滴受重 力作用落回到塔板上，直径 较小的液滴被气体带走，形 成液沫夹带。液滴回到塔板 上又被分散，这种液滴反复 形成和聚集，使传质面积增 加，表面不断更新，是一种 较好的接触状态。
喷射接触状 态
工业生产中一般希望呈现泡沫态和喷射态两种状态。
浮阀
F-1
A型
V-4型
十字架型
方形浮阀
a.F1 型浮阀；b. V-4 型浮阀；c. T 型浮阀
a.F1 型浮阀；b. V-4 型浮阀；c. T 型浮阀
浮阀
浮阀
浮阀塔板的优缺点
优点
结构简单、造价低 操作弹性大 生产能力大 塔板效率较高
缺点
处理易结焦、高黏度物料阀片易与塔板粘结 操作时阀片易脱落或卡死
因喷射接触状态的气速高于泡沫接触状态，故喷 射接触状态有较大的生产能力，但喷射状态液沫 夹带较多，若控制不好，会破坏传质过程，所以 多数塔均控制在泡沫接触状态下工作。
2.塔板上的异常操作现象
（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。
浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了 塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高 塔板效率，在生产中得到广泛的应用。
特点：浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔上开孔， 阀片上装有限位的三条腿。
浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了塔板的 操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在 生产中得到广泛的应用。
精馏塔
精馏过程的主要设备 有：精馏塔、再沸 器、冷凝器、回流 罐和输送设备等。 其中主要的设备是 精馏塔。
精馏塔
板式塔 填料塔
板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按 一 定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘） 所组成。
板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管两 大类
一、板式塔的结构和类型
1、基本结构 塔体 圆柱形 பைடு நூலகம்流装置
溢流堰 降液管 受液盘
板 式1 塔
结3 构 进料 示4 意5 图
出气
塔体——圆式筒体，
塔体内——装有多层塔板。
塔板——设有汽、液相通道，
如筛孔及降液管、溢流堰等
回流 2
进气 出料
1-塔体； 2-塔板； 3-溢流堰； 4-受液盘； 5-降液管
精馏塔的内部原理：
液体靠重力作用由顶部逐板流 向塔底排出，并在各层塔板的板面 上形成流动的液层；气体则在压力 差推动下，由塔底向上经过均布在 塔板上的开孔依次传播各层塔板由 塔顶排出。
塔板的分类
2） 塔板型式
不同型式的塔板 泡罩塔板
工业上常用的板式塔有： 泡罩塔
浮阀塔板
浮阀塔
筛板塔板
筛板塔
其他型式的塔板
如斜孔塔板，浮舌塔板，垂直筛孔塔板，多降液 管塔板，无溢流栅板和筛板等
2）. 塔板的主要形式
(1)泡罩塔板 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气
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。泡罩有80、100 和150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩 下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形 或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。
结构简单、造价低 生产能力大 板上液面落差小，气体压降低 塔板效率较高
缺点
操作弹性小 筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料
(3)浮阀塔板
浮阀是20世纪二战后开始研究，50年代开始启用 的一种新型塔板，后来又逐渐出现各种型式的浮阀 。 其型式有圆形、方形、条形及伞形等。较多使用圆 形浮阀，而圆形浮阀又分为多种型式 特点：浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔 上开孔，阀片上装有限位的三条腿。
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。
鼓泡接触状态
（2）蜂窝状接触状态 随着气速增加，气泡
数量不断增加。当气泡形 成速度大于气泡浮升速度 时气泡在液层中累积。气 泡间相互碰撞，形成各种 多面体的大气泡。由于气 泡不易破裂，表面得不到 更新，所以此种状态不利 于传热和传质。
蜂窝状接触状态
（3）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 分剧烈动态泡沫，由于泡 沫接触状态表面积大，并 不断更新，是一种较好的 接触状态。
二、板式塔的流体力学性能
1. 塔板上气液两相的接触状态
塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流 流体力学及传质和传热规律的重要因素。当液体流 量一定时，随着气速的增加，可以出现四种不同的 接触状态：
鼓泡接触状态
蜂窝接触状态
泡沫接触状态
u↑
喷射接触状态
（1）鼓泡接触状态
气速较低时，气 体以鼓泡形式通过液 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。
2、 汽、液相流程
液体：横向流过塔板经溢流堰溢流进入降液管， 液体在降液管内释放夹带的气体，从降液管底隙流 至下一层塔板。
气体：穿过塔板上汽相通道，如筛孔、浮阀等， 进入塔板上的液层鼓泡区，汽、液接触进行传质。
3、塔板的类型
1）. 塔板分类
有降液管式塔板√
塔板 无降液管式塔板
错流式 逆流式
a.有降液管式塔板 b.无降液管式塔板
缺点：是结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。
(2)筛孔塔板
筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上 开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在 塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使 板上能保持一定厚度的液层。
筛孔塔板
a.操作示意图；
b.筛孔布置图
筛孔塔板
筛孔塔板的优缺点
泡罩塔板
泡罩塔板 a.操作示意图；b.塔板平面图；c.圆形泡罩
特点：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：该塔板操作弹性，塔效率也比较高，运用较为广泛。
泡沫接触状态
（4）喷射接触状态
当气速继续增加，把板 上液体向上喷成大小不等的 液滴，直径较大的液滴受重 力作用落回到塔板上，直径 较小的液滴被气体带走，形 成液沫夹带。液滴回到塔板 上又被分散，这种液滴反复 形成和聚集，使传质面积增 加，表面不断更新，是一种 较好的接触状态。
喷射接触状 态
工业生产中一般希望呈现泡沫态和喷射态两种状态。
浮阀
F-1
A型
V-4型
十字架型
方形浮阀
a.F1 型浮阀；b. V-4 型浮阀；c. T 型浮阀
a.F1 型浮阀；b. V-4 型浮阀；c. T 型浮阀
浮阀
浮阀
浮阀塔板的优缺点
优点
结构简单、造价低 操作弹性大 生产能力大 塔板效率较高
缺点
处理易结焦、高黏度物料阀片易与塔板粘结 操作时阀片易脱落或卡死
因喷射接触状态的气速高于泡沫接触状态，故喷 射接触状态有较大的生产能力，但喷射状态液沫 夹带较多，若控制不好，会破坏传质过程，所以 多数塔均控制在泡沫接触状态下工作。
2.塔板上的异常操作现象
（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。
浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了 塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高 塔板效率，在生产中得到广泛的应用。
特点：浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔上开孔， 阀片上装有限位的三条腿。
浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了塔板的 操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在 生产中得到广泛的应用。
精馏塔
精馏过程的主要设备 有：精馏塔、再沸 器、冷凝器、回流 罐和输送设备等。 其中主要的设备是 精馏塔。
精馏塔
板式塔 填料塔
板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按 一 定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘） 所组成。
板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管两 大类
一、板式塔的结构和类型
1、基本结构 塔体 圆柱形 பைடு நூலகம்流装置
溢流堰 降液管 受液盘
板 式1 塔
结3 构 进料 示4 意5 图
出气
塔体——圆式筒体，
塔体内——装有多层塔板。
塔板——设有汽、液相通道，
如筛孔及降液管、溢流堰等
回流 2
进气 出料
1-塔体； 2-塔板； 3-溢流堰； 4-受液盘； 5-降液管
精馏塔的内部原理：
液体靠重力作用由顶部逐板流 向塔底排出，并在各层塔板的板面 上形成流动的液层；气体则在压力 差推动下，由塔底向上经过均布在 塔板上的开孔依次传播各层塔板由 塔顶排出。
塔板的分类
2） 塔板型式
不同型式的塔板 泡罩塔板
工业上常用的板式塔有： 泡罩塔
浮阀塔板
浮阀塔
筛板塔板
筛板塔
其他型式的塔板
如斜孔塔板，浮舌塔板，垂直筛孔塔板，多降液 管塔板，无溢流栅板和筛板等
2）. 塔板的主要形式
(1)泡罩塔板 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气
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。泡罩有80、100 和150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩 下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形 或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。