旋流板塔大型设计上课讲义
《课程设计板式塔设计计算》PPT课件
沸点等，实现分离。
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设计计算：根据工艺要求，对板 式塔进行设计、计算和优化，以 满足生产需求。
塔板：板式塔的核心部件，用于 提供气体混合物与液体接触的表 面，促进传质传热过程。
板式塔设计计算的基本公式包括：物料衡算公 式、能量衡算公式、传质速率公式、传热速率 公式等。
出口堰的作用：控制塔内液位，防止液体溢出 出口堰的设计：根据塔内液体性质和操作条件确定堰高和堰宽 侧向出料管的作用：将塔内液体输送到下一级设备 侧向出料管的设计：根据塔内液体性质和操作条件确定管径和管长
确定塔板的几何尺寸和形状 计算塔板的压降和流量 确定塔板的流体力学参数 计算塔板的传质效率和传热效率 确定塔板的流体力学性能和稳定性 优化塔板的流体力学设计
企业背景：某环保企业，致力 于环保技术研发和应用
设计目的：提高废气处理效率， 降低能耗
设计参数：废气处理量、废气 成分、处理效率等
设计过程：废气处理工艺选择、 设备选型、参数优化等
设计结果：板式塔设计计算结 果，包括处理效率、能耗等
应用效果：环保企业应用板式 塔设计计算后的效果，如废气 处理效率提高、能耗降低等
设计计算应考虑塔内流体 的流动状态和传质效果
设计计算应考虑塔内构件 的强度和刚度
设计计算应考虑塔内构件 的耐腐蚀性和耐磨性
设计计算应考虑塔内构件 的密封性和防泄漏性
汇报人：
塔径：塔的直径，影响塔的体积和传质 效率
塔板间距：塔板之间的间距，影响塔 的传质效率和分离效果
塔高：塔的高度，影响塔的传质效率 和分离效果
塔板开孔率：塔板上开孔的面积与塔 板总面积的比值，影响塔的传质效率 和分离效果
塔板数：塔板的数量，影响塔的传质效 率和分离效果
旋流板塔说明知识讲解
旋流板塔说明旋流板除尘脱硫设备设计说明书一、旋流板塔旋流板塔1974年首次用于碳铵干燥尾气回收以来，已广泛用于中小氮肥厂的半水煤气脱硫(H2S)塔，饱和热水塔，除尘、冷却、冷凝塔等，也用于环保行业脱除烟气和废气中的飞灰、NO x、SO2、H2S及铅汞蒸汽等，取得了很大的经济效益和社会效益，获得1978年全国科学大会奖和1984年国家发明奖。
至90年代，在国家自然科学基金和省自然科学基金的资助下，对旋流塔板上的气液运动，传质效率进行了深入的研究，又获得了化工部1983年科技进步二等奖，国家教委1996年科技进步三等奖。
自80年代后期开始，旋流板塔开始用于烟气的脱硫除尘研究，在实验室和小型锅炉的工业化实验中，重点在除尘，脱硫，除雾和脱硫剂及工程性问题进行了研究。
旋流板塔脱硫技术作为一种实用可靠的脱硫除尘技术，具有投资和运行费用低，占地面积小，管理和维护方便等特点，现已推广用于火电，热电，冶金等行业的烟气脱硫除尘和其他工业废气治理。
我公司选用运用湿法一体化脱硫除尘的旋流板麻石除尘器，依据多年生产经验进行的多次技术改进，不断改善其脱硫除尘效率，解决多个湿式脱硫除尘常见技术难题，在高效性、经济性、实用性等方面有显著突破，我厂生产的旋流板除尘器脱硫效率可达90%以上，除尘效率在98%以上，其中高配置不锈钢旋流板麻石除尘器除尘效率可达99.5%以上，在大型锅炉及煤窑等工业废气的处理上、在0.1µm到300µm粒径范围内能有效除尘，效率接近电除尘、布袋除尘等传统高效除尘器。
在设计上突出旋流塔板脱硫除尘技术高效、低阻的传质特性，结合最成熟的湿法脱硫工艺，大大提高脱硫效率，已成功应用于120t/h燃煤大中型锅炉脱硫除尘项目。
二、主要工作原理及技术特点旋流板塔通常为圆柱塔体，塔内装有旋流塔板。
工作时，烟气由塔底向上流动，由于切向进塔，尤其是塔板叶片的导向作用而使烟气旋转上升，使在塔板上将逐板下流的液体喷成雾滴，使气液间有很大的接触面积;液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气夜间的接触，最后甩到塔壁上沿壁下流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。
旋流板喷淋塔设计方案
旋流板喷淋塔设计方案1. 概述喷淋塔是一种常用的空气净化设备，其通过喷雾水或化学液体将污染气体和颗粒物沉降到液体中，从而起到净化空气的作用。
旋流板喷淋塔（Venturi Scrubber Tower）是一种以旋流板为紧要结构的喷淋塔。
本文旨在探讨旋流板喷淋塔的设计方案，包括旋流板的选择和设计、气体和液体喷淋系统、洗涤液回收系统、排放口处理等方面。
2. 旋流板的选择和设计旋流板作为旋流板喷淋塔的核心，负责分散气体和喷淋液，并使它们充分接触混合。
因此，旋流板的选择和设计是决议旋流板喷淋塔效能的关键。
2.1 旋流板的种类依据旋流板的形状和结构，可以将旋流板分为以下几种：•锥形旋流板：以锥形结构为主，适用于高气速和大气量的情况，且易于清洗。
•圆盘型旋流板：以圆盘结构为主，具有高效分别的优点，但简单堵塞。
•直角旋流板：将气体流方向转90度后通过旋转板和腔体进行混合，分别效果较好。
综合考虑，选择较为常用的锥形旋流板。
2.2 旋流板的设计旋流板的设计需要考虑到气体通量、液体喷淋速度、液体回收等多个因素。
一般来说，气体通量越大，旋流板直径和倾角应越大；液体喷淋速度越快，喷淋孔口越小。
实在的设计流程如下：1.计算所需处理气体的气体通量和粉尘浓度。
2.确定旋流板的直径和倾角。
3.设计旋流板的喷淋口和大小。
4.确定喷淋液体的流量和压力。
5.设计喷淋系统。
3. 气体和液体喷淋系统喷淋系统是旋流板喷淋塔的另一个紧要构成部分，其负责将喷淋液体均匀地喷洒在旋流板上，形成雾霭状，从而与流经旋流板的气体充分接触混合。
3.1 气体喷淋系统气体喷淋系统需要在旋流板的下部设置一个喷嘴，通过压缩空气将液体喷洒到旋流板上，产生雾霭。
气体喷淋系统需要考虑气体通量和压力的因素，以确保喷雾量和分散均匀性。
3.2 液体喷淋系统液体喷淋系统需要考虑液体种类、流量和压力等因素。
一般来说，液体使用水，但对于一些需要特别处理的气体，也需要选用特别液体。
液体喷淋系统需要在旋流板的上部设置喷嘴，确保喷雾均匀和分散。
大气-旋流板塔气体吸收(2)
CONTENT
原理、特点及用途
主要技术参数和性能
试验装置构成和作用
操作步骤
原理、特点及用途
原理
气流通过叶片时产生旋转运动，吸收液喷射在塔板中间的盲板上，并溅 向周围叶片而形成薄液层，被旋转向上的气流形成剧烈搅动而成为细小液滴。
由于气通塔板叶片时旋转而产生的离心力将液滴甩向塔壁，液体因重力作用
Ⅰ型等温线
是目前常用的基本等温吸附式。
• BET方程
Ⅱ型、Ⅲ型等温线
当比压P/P0=0.05-0.35 时比较准确。
P 1 (C 1)P X(P0 P) X eC X eCP0
吸附过程
① 外扩散：吸附质从流体主
体以对流扩散的形式传递
到固体吸附剂的外表面； ② 内扩散：吸附质从吸附剂 的外表面进入吸附剂的微 孔内,然后扩散到固体的内 表面； ③ 吸附：吸附质在吸附剂固
• 来源广泛、价格低廉
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吸附剂的再生
• 纯物理吸附 • 存在化学反应
适用于对 温度敏感 的物质
• 常用的再生方法
加热解吸再生
溶剂萃取
降压或真空解吸
置换再生
选择合适的溶剂，使吸附质在该 溶剂中的溶解性能远大于吸附剂 对吸附质的吸附作用，从而将吸 附物溶解下来。
例:活性炭吸附SO2，用水洗涤，再进行适当的干燥便可恢复吸附能力。
只有直接与物体表面 接触的分子才可能进 行的吸附，也称单分 子层吸附
吸附剂及其再生
工业上常用的五种吸附剂
活性炭、活性氧化铝、硅胶、白石、沸石分子筛等。
工业要求：
• 具有大的比表面积
• 具有良好的选择性吸附作用 • 吸附容量大 • 具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸 • 有足够的热稳定性和化学稳定性 • 有良好的再生性能
旋流板塔
旋流板塔除尘脱硫一体化装置，简称旋流板除尘器，是一种喷射型塔板洗涤器，关键部件为旋流塔板。
塔板叶片如固定的风车叶片，气流通过叶片时产生旋转和离心运动，吸收液通过中间盲板均匀分配到个叶片，形成薄液层，与旋转向上的气流形成旋转和离心的效果，喷成细小液滴，甩向塔壁后。
液滴受重力作用集流到集液槽，并通过降液管流到下一塔板的盲板区。
具有一定风压、风速的待处理气流从塔的底部进，上部出。
吸收液从塔的上部进，下部出。
气流与吸收液在塔内作相对运动，并在旋流塔板的结构部位形成很大表面积的水膜，从而大大提高了吸收作用。
每一层的吸收液经旋流离心作用掉入边缘的收集槽，再经导流管进入下一层塔板，进行下一层的吸收作用。
主要机制是尘粒与液滴的惯性碰撞，离心分离和液膜粘附等。
这种塔板由于开孔率较大，允许高速气流通过，因此负荷较高，处理能力较大，压降较低，操作弹性较大。
其气液接触时间较短，适合于气相扩散控制的过程，如气液直接接触传热、快速反应吸收等。
因此脱硫过程中所用的脱硫剂应该是快速反应吸收型的，不适合用碳酸钙等反应速度较慢的脱硫剂。
在烟道入口处设计初级喷淋装置，当烟气经进口烟道，与布置在进口烟道段的喷淋形成的水雾进行传质换热，得到初步降温和去除部分二氧化硫，切向进入吸收塔。
烟气在吸收塔内通过旋流气动装置的加速和旋流，烟尘与经过雾化的吸收液发生碰撞、附着、凝聚、离心分离等综合性的作用，被甩到塔壁，随塔壁水膜流向塔底。
旋流板喷淋塔除尘效率可以达到98.5%以上。
通过旋流气动装置的设置，使烟气在同样高度的筒体内旋转次数增加、通过的路径增长，气相紊动剧烈，烟气与吸收液在时间和空间上得到充分的碰撞、接触、溶解、吸收。
旋流板湿式除尘器工作原理除尘器为圆柱形本体，内装有旋流板。
本除尘器共有4种除尘原理。
一、自激除尘。
当烟气进入除尘器口腔后，冲击水的表面，从而使一些水被分散开，随着水被分散开的过程，开始用水收集粉尘。
二、离心沉降除尘。
经过机构扩散，气体流速减小，为凝结核凝聚成粒径较大的含尘水滴。
《旋锻技术讲座》PPT课件
图10 内旋锻机的工作原理 1-旋锻主轴 2-模具 3-垫片 4-压块 5-滚柱保持圈 6-压力滚柱 7-支撑套
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▪ 当主轴1旋转时，模具2和压块4借助 离心力的作用沿径向外移。当主轴静 止或旋转缓慢时，也可完全或部分借 助弹簧来开启模具。一旦主轴旋转， 压块蘑菇头接触压力滚柱，便开始模 具向工件轴心的锤击冲程。当压块蘑 菇头的顶部锤击压力滚柱时，模具即 完全闭合。当蘑菇头位于两个旋转压 力滚柱之间时，模具开启最大。
▪ 3）旋转锻造工艺生产的噪声过大，需要考虑对操作者的听力保护。一 般应在设备上加装纤维隔声板框架。操作人员相对容易疲劳。
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四、影响材料可旋锻性能的因素
▪ 旋锻是沿材料横断面多向同时锻打的工艺。它在有效限制金属材料横 向外延流动的同时，也就提高了材料轴向延伸的效率。所谓材料的可 锻能力，是在于表述材料在一次旋锻过程中所能达到的最大变形程度。 通常，在一个旋锻工步中所能经受的材料最大断面缩减程度q
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▪ 2、旋锻前的显微组织
实践证明，在钢的冷旋转锻造中，如果钢的显微组织呈细 小、均匀状态，则能获得最大的可旋锻能力。通常，中 碳钢及中碳钢合金结构钢的珠光体退火显微组织所表现 出来的可旋锻能力，不如其球化退火显微组织的表现。 这与珠光体片的粗细度和钢的抗拉强度与硬化程度等有 关。一般，为了使材料退火后能获得均匀分布的细小颗 粒状碳化物。因为，珠光体片较细时，球化退火时可采 用较低的温度和较短的时间。退火温度越低，未溶解的 碳化物数量就越多，从而容易获得均匀分布的细颗粒状 珠光体组织。
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三、旋锻的工艺优势和劣势
1、旋转锻造的工艺优势
分析旋流板式脱硫塔内部结构设计说明
分析旋流板式脱硫塔内部结构设计说明
旋流板式脱硫塔是根据旋风除尘器和水膜除尘器各自除尘特点，进行有机结合后形成的集消烟、脱硫、除尘、尘水分离为一体的消烟除尘专用工艺设备。
根据烟尘性质可选钢制、不锈钢或全塑型，整体属耐腐蚀设备。
喷淋系统采用两级(多级)雾化喷淋，使气液充分接触，净化效率均在95%以上。
旋流板式脱硫塔工作原理
烟气经预脱硫并增湿后再沿塔下部切线方向进入旋流板塔，由于塔板叶片的导向作用而旋转上升，并在塔板上将雾化喷淋层落下的浆液重新喷成几十微米的细雾滴，使气液间接触面积急剧增大(比水膜除尘器的气液接触面积增大几百至上千倍)。
液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后甩到塔壁上，沿壁下流。
由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收(脱硫)的效果好。
旋流板塔由于特殊的内部结构设计，决定了它是一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率高等优点。
旋流板式脱硫塔特点
1、设备包括静电除烟装置、烟气降温系统和智能控制系统等部分组成。
2、黑烟净化效率可达98%以上，经设备处理后烟尘林格曼黑度接近0级，可直接低空排放。
3、无需添加药剂，无二次污染，运行成本低。
4、设备阻力小，在净化发电机尾气的同时不会损耗发电机输出功率。
5、设备体积小，安装方便，可在机房内安装。
6、设备带自动清灰装置，无需人工维护。
旋流板式脱硫塔应用
1、锅炉脱硫、压铸机、熔炉、冲天炉等烟尘净化;
2、生产性粉尘、有机异味、酸雾吸收净化等有害气体的洗涤净化效率要求较高的场合。
塔内件设计培训讲义
二、气体通过浮阀塔板的压降
气体进、出一块塔板（包括液层）的压强降即为气体通过 该塔板的阻力损失（左侧压差计所测的 hf 值）。
hf 是以液柱高度表示的塔板的压强降或阻力损失，因此
泡沫 hf
how hl
有效长度
h0 HT
pp Lghf
式中，L 为塔内液体的密度，kg/m3。 板压降 hf 可视为由气体通过干板的阻力损失 hd 和气体穿过板上液层的阻力损失 hl 两部分组成，即
➢ 液泛使整个塔不能正常操作，甚至发生严重的设备事故，要特别注意防范。
第四节 负荷性能图与操作弹性
1、负荷性能图
➢ 为一定任务设计的塔板，在一定气、液相负荷范围内才能实现良好的气、液流动与接触状态，有高的板效 率。
➢ 当气、液相负荷超出此范围，不仅塔板的分离效率大大降低，甚至塔的稳定操作也将难以维持。 ➢ 有必要对已设计的塔确定出其气、液相操作范围。
三、塔板上的不正常操作现象 若设计不当或操作时参数失调，轻则会引起板效率大降低，重则会出现一些不正常现象使塔无法工作。 1、漏液（Weeping）
漏液：部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。 原因：气速较小时，气体通过阀孔的速度压头小，不足以抵消塔板上液层的重力；气体在塔板上的不均匀分布
Vs (m3/h)
3 0
4 Ls (m3/h)
也称气泡夹带线，由液体在降液管中所需的最小停留时间决 定
不易起泡的物系：3s，易起泡物系：5s。为一垂直线。
Ls
HT Af
溢流液泛线
降液管中泡沫层高度达最大允许值时的气量与液量的关系
Hd
Hd
HT
hw
H dh w h ow h f h
由上述 5 条线所包围的区域即一定物系在一定的结构尺 寸的塔板上的正常操作区。在此区域内，气、液两相流 率的变化对塔板效率的影响不大。
旋流板塔的工作原理
旋流板塔的工作原理
旋流板塔是一种用于气体液滴和固态颗粒物的分离装置。
它利用旋流板（也称为旋流片、旋流元件）和塔体结构进行操作。
以下是旋流板塔的工作原理：
1. 进料：污染的气体流进旋流板塔的进风口。
2. 旋流板：空气流经旋流板时，会受到旋流板的结构作用，使空气产生旋转运动。
这会导致液滴和固态颗粒物靠离心力被甩离出气流，并沉积在旋流板表面。
3. 液滴和固态颗粒物收集：被甩离出气流的液滴和固态颗粒物沉积在旋流板上，并沿着旋流板的表面流动，最终到达旋流板底部的液滴和固态颗粒物集收器中。
4. 净化的气体流出：经过旋流板的净化后，气体从旋流板的出口流出，其中大部分液滴和固态颗粒物已被分离和去除。
旋流板塔的工作原理基于离心力的作用，它利用旋流板的结构使气体流产生旋转运动，从而将液滴和固态颗粒物甩离出气流并进行分离和收集。
这种分离装置广泛应用于石油化工、环保、化学、电子、医药等领域，用于去除悬浮颗粒物、液滴和固态物质，以提高气体的纯度和清洁度。
旋流板塔说明
旋流板除尘脱硫设备设计说明书一、旋流板塔旋流板塔1974年首次用于碳铵干燥尾气回收以来，已广泛用于中小氮肥厂的半水煤气脱硫(H2S)塔，饱和热水塔，除尘、冷却、冷凝塔等，也用于环保行业脱除烟气和废气中的飞灰、NOx 、SO2、H2S及铅汞蒸汽等，取得了很大的经济效益和社会效益，获得1978年全国科学大会奖和1984年国家发明奖。
至90年代，在国家自然科学基金和省自然科学基金的资助下，对旋流塔板上的气液运动，传质效率进行了深入的研究，又获得了化工部1983年科技进步二等奖，国家教委1996年科技进步三等奖。
自80年代后期开始，旋流板塔开始用于烟气的脱硫除尘研究，在实验室和小型锅炉的工业化实验中，重点在除尘，脱硫，除雾和脱硫剂及工程性问题进行了研究。
旋流板塔脱硫技术作为一种实用可靠的脱硫除尘技术，具有投资和运行费用低，占地面积小，管理和维护方便等特点，现已推广用于火电，热电，冶金等行业的烟气脱硫除尘和其他工业废气治理。
我公司选用运用湿法一体化脱硫除尘的旋流板麻石除尘器，依据多年生产经验进行的多次技术改进，不断改善其脱硫除尘效率，解决多个湿式脱硫除尘常见技术难题，在高效性、经济性、实用性等方面有显著突破，我厂生产的旋流板除尘器脱硫效率可达90%以上，除尘效率在98%以上，其中高配置不锈钢旋流板麻石除尘器除尘效率可达99.5%以上，在大型锅炉及煤窑等工业废气的处理上、在0.1µm到300µm粒径范围内能有效除尘，效率接近电除尘、布袋除尘等传统高效除尘器。
在设计上突出旋流塔板脱硫除尘技术高效、低阻的传质特性，结合最成熟的湿法脱硫工艺，大大提高脱硫效率，已成功应用于120t/h燃煤大中型锅炉脱硫除尘项目。
二、主要工作原理及技术特点旋流板塔通常为圆柱塔体，塔内装有旋流塔板。
工作时，烟气由塔底向上流动，由于切向进塔，尤其是塔板叶片的导向作用而使烟气旋转上升，使在塔板上将逐板下流的液体喷成雾滴，使气液间有很大的接触面积;液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气夜间的接触，最后甩到塔壁上沿壁下流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。
旋流板塔说明知识讲解
旋流板塔说明旋流板除尘脱硫设备设计说明书一、旋流板塔旋流板塔1974年首次用于碳铵干燥尾气回收以来，已广泛用于中小氮肥厂的半水煤气脱硫(H2S)塔，饱和热水塔，除尘、冷却、冷凝塔等，也用于环保行业脱除烟气和废气中的飞灰、NO x、SO2、H2S及铅汞蒸汽等，取得了很大的经济效益和社会效益，获得1978年全国科学大会奖和1984年国家发明奖。
至90年代，在国家自然科学基金和省自然科学基金的资助下，对旋流塔板上的气液运动，传质效率进行了深入的研究，又获得了化工部1983年科技进步二等奖，国家教委1996年科技进步三等奖。
自80年代后期开始，旋流板塔开始用于烟气的脱硫除尘研究，在实验室和小型锅炉的工业化实验中，重点在除尘，脱硫，除雾和脱硫剂及工程性问题进行了研究。
旋流板塔脱硫技术作为一种实用可靠的脱硫除尘技术，具有投资和运行费用低，占地面积小，管理和维护方便等特点，现已推广用于火电，热电，冶金等行业的烟气脱硫除尘和其他工业废气治理。
我公司选用运用湿法一体化脱硫除尘的旋流板麻石除尘器，依据多年生产经验进行的多次技术改进，不断改善其脱硫除尘效率，解决多个湿式脱硫除尘常见技术难题，在高效性、经济性、实用性等方面有显著突破，我厂生产的旋流板除尘器脱硫效率可达90%以上，除尘效率在98%以上，其中高配置不锈钢旋流板麻石除尘器除尘效率可达99.5%以上，在大型锅炉及煤窑等工业废气的处理上、在0.1µm到300µm粒径范围内能有效除尘，效率接近电除尘、布袋除尘等传统高效除尘器。
在设计上突出旋流塔板脱硫除尘技术高效、低阻的传质特性，结合最成熟的湿法脱硫工艺，大大提高脱硫效率，已成功应用于120t/h燃煤大中型锅炉脱硫除尘项目。
二、主要工作原理及技术特点旋流板塔通常为圆柱塔体，塔内装有旋流塔板。
工作时，烟气由塔底向上流动，由于切向进塔，尤其是塔板叶片的导向作用而使烟气旋转上升，使在塔板上将逐板下流的液体喷成雾滴，使气液间有很大的接触面积;液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气夜间的接触，最后甩到塔壁上沿壁下流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。
旋流板喷淋塔设计方案
旋流板喷淋塔设计方案旋流板喷淋塔设计方案主要内容包括项目概况、设计依据、设计参数、废气净化系统具体配置、净化原理、其它、废气净化系统清单、净化系统配置说明、施工说明等。
旋流板喷淋塔塔型选择原则要选择合适的喷淋塔型须充分了解使用条件，选择有较好特性的合理塔型。
一般说来，同时满足生产任务要求的喷淋塔塔型有多种选择，但应从经济观点，生产经验和具体条件等方面综合考虑。
现将选择时一些考虑因素列举如下。
1.与物性有关方面的因素(1)物流系统易起跑沫，宜用填料塔。
因为在板式塔中易造成严重的雾沫夹带，甚至泛塔，影响分离效率。
(2)有悬浮固体和残渣的物料，或易结垢的物料，宜用板式塔中大孔径筛板塔、十字架型浮阀和泡罩塔等。
填料塔将会产生阻塞，有很难清理。
(3)高粘性物料宜用填料塔。
在板式塔中鼓泡传质效果太差。
(4)具有腐蚀性的介质宜选用填料塔，因它宜用耐腐蚀材料制作，也可选用板式塔中结构简单的无溢流筛板塔。
(5)对于处理过程中有热量放出或须加入热量的系统，宜采用板式塔。
当然也可将填料分塔或分段设置，塔(段)间设置冷却器，但结构较复杂。
2.与操作条件有关的因素(1)传质速率有气相控制，宜采用填料塔，因在填料塔中气相在湍动，液相分散为膜状流动。
如传质速率由液相控制，宜用板式塔，因为在板式塔中液相在湍动，气相分散为气泡。
(2)当处理系统的液气比L/V小时，宜用板式塔。
(3)操作弹性要求较大时，宜采用浮阀塔、泡罩塔等。
填料塔和无溢流筛板塔的弹性较小。
(4)对伴有化学反应(特别是当此反应并不太迅速时)的吸收过程，采用板式塔较有利，因液体在板式塔中的停留时间长，反应比较容易控制，有利于吸收过程。
(5)气相处理量大的系统宜采用板式塔，小则填料塔适宜。
因大塔板式塔价廉，小塔则填料塔便宜，一般塔径小于φ800mm宜采用填料塔。
以下为旋流板喷淋塔设计时的一些要点考虑，主要包括1空塔流速空心喷淋除尘器的气流速度越小对吸收效率越有利，一般为1.0~1.5m/s。
旋流板塔大型设计
旋流板塔大型化的设计与研究陈昭宜谢珊李丹（湖南大学环境工程系，长沙，410082）[内容摘要]以邯郸热电厂大型机组烟气脱硫为例，分析了旋流板在大型设备中应用的可行性与经济性，论述了旋流板大型化设计的原理与方法。
[关键词]脱硫、旋流板、大型化一.概述我国是一个能源结构以燃煤为主的国家。
大气污染属煤烟型，烟气中大量的SO2对大气造成了严重的污染，致使我国酸雨逐年加重，酸雨面积不断扩大，其覆盖面积已达国土面积的30%。
为了控制大气中SO2的含量应严格控制产生SO2污染的主要来源—电站的SO2的排放。
目前，国内对于中小型电站的烟气脱硫已有一些进展，对于大型电站的烟气处理尚处于不成熟阶段。
但随着国家将逐渐取缔小型电站，大中型电站的烟气处理成为急待解决的问题。
对于电站烟气处理，国内采用的工艺流程之一是文丘里加旋流板，而国外多采用文丘里加喷淋等。
考虑到不同传质机理的脱硫组合效果更佳，笔者提出了文丘里加旋流板加喷淋的设想，该工艺在山西，广西，海南等地的锅炉和小型电站有成功的应用实例。
旋流板是我国自行研究成功的一种喷射型塔板，这种板型由于开孔率较大，允许气流高速通过，因此处理能力较大，而压降较小，操作弹性亦较大。
同时，它不仅可以脱硫，还起到气体分布均匀的作用。
工艺流程中采用旋流板，可以省去一个气体分布均匀装置，还可以提高脱硫除尘效率。
但是应用于大型设备的实际工艺流程中，往往因设备的放大，导致了严重失真的尴尬境地，严重影响了脱硫除尘效果。
为了使旋流板可以不失真的应用于大型设备，对于旋流板的设计与研究，是一个新的课题，很值得研究。
现以邯郸热电厂大型机组烟气脱硫为例，简述一下我们的研究成果。
二.设计条件和设计原则1.设计条件邯郸热电厂#11号机组于1998年11月建成投产，装机容量为200MW，锅炉最大蒸发量为670t/h,每台锅炉配置了两台双室器电场干式高压静电除尘器，除尘效率>=99%，现进行第二期改造工程，完成脱硫任务。
培训学习资料-板式塔_2023年学习资料
鼓泡促进器-00-导向孔-液流方向-筛孔-图7-37导向筛板的结构-11
6-c-20°-R25-50-a-d-图7-38单溢流舌形塔-12
20°-19-R20-oo-m-13-图7-39浮动舌形塔的舌片
三、板式塔的比较-1.塔的基本性能指标：-1生产能力一单位塔截面上单位时间的物料处理量-2塔板效率-〔板式 ：每层塔板所达到的分离程度-填料塔：单位高度填料层所达到的分离程度-3适应能力一指对各种物料的适应性及负荷 动时维持操作-稳定而保持较高分离效率的能力-④操作弹性一最大蒸汽负荷/最小蒸汽负荷-5流体阻力一气体通过每 塔板或单位高度填料层的压力降-6造价-7操作是否方便-14
液体-四无降液管塔：图7-36-t-↓-2nn凸吃一-棚板支承圈-塔壁-蒸气-图7一36穿流式栅板塔-9
导向筛板塔：图7-37-液面落差↓-导向孔→}塔板效率个-雾沫夹带↓-两项改进：-液体刚进入塔板迅速鼓泡泡促进装置→{压力降↓-塔板利用率个-分斜喷型塔-舌塔形：图738-浮动舌形塔：图7-39-10
塔盘-当DN≤700mm→整块式塔盘-当DW>≥800mm→分块式塔盘-当700<DN<800mm→根据实 任选式：图7-44-2塔节间连接→采用法兰连接-3 盘结构，厂角焊：图7-45-翻边：图7-46-4塔盘与塔内壁的密封→采用软填料密封，图7-47-21
D-01-10-12-10-121-a-b-塔盘圈较低时用-塔盘圈较高时用-图7-45-角焊式整块塔盘-2
Φ 8~10-10~12-10-12-a-g-12-02-b-直边较短，整体-冲压成型-图7-46-翻边式整 塔盘-塔盘圈与塔板-对接焊而成
密封结构一一软填料密封，石棉线、聚四氟乙烯纤维编织填料。-M10-2-3-15-7-8-6-0-12-a-1.螺栓2一螺母3一压板4一压圈5一填料6一圆钢圈7一塔盘-图7-47整块式塔盘的密封结构-26
旋流塔板的几何参数计算【范本模板】
旋流板塔的几何参数1. 旋流叶片外径W D 、盲板直径m D 、叶片数m 及叶片厚度δ旋流叶片外径W D 可从气体负荷所需的有效面积r A 或穿孔面积0A 计算.对给定的气流负荷，所需的0A 与其他塔板类似,可按穿孔动能因子0F 计算.（1—1）式中：0F —穿孔动能因子；0υ—穿孔气速（m/s ）;γ—气体重度(kg/m 3)。
由流量公式可得0003600V A υ==1-2） 式中，V 为气体流量（m 3/h)，而定适宜的0F ,根据旋流塔板的流体力学及传质性能等因素，在初算时可选择0F 为10～11，。
在除尘过程中,为产生足够的离心力，可采用较大的气速，常压下取0F 为12～15，加压时还可相应的增大。
旋流叶片外径W D 与穿孔面积0A 的关系为:220620.78510()W m W m D D m A D D δα-=⨯∏+（）[sin -] （1—3） 式中W D 、m D 以及δ的单位都用mm 代入,通常盲板直径/3m W D D ≈。
α是塔板水平放置时叶片与水平面的夹角，称为叶片仰角,一般可选用0=25α。
若用0=1011F 代入上述两式中，即可得到：W D ≈ （1—4）在旋流叶片之外需要安排溢流口,根据气液比的大小，可估计塔的内直径为(1.1 1.4)n W D D ≈（1-5）叶片的厚度，碳钢板、铝板取=3mm δ,不锈钢=mm δ（1.52）,聚氯乙烯=5mm δ（4）。
叶片数m,在W D 小于1000mm 时取m 为24，W D 更大时，m 值也随之增加.塔0F υ=内直径超过2m 的塔通常都使用双程塔板，里面一圈24块，外面一圈48快。
两程塔板仰角都一样,外面那段大概占整块板叶片直径的1/3,不包括盲板部分。
在设计过程中应对初算得到的W D 、m D 及n D 值进行核算。
方法是用式（1—2)和式（1-3）核算0A 和0F ，若0F 何原选定的值相差较大，则应调整W D 数值.2. 罩筒高度z h在叶片外设置罩筒的目的是封闭叶片外沿开口，使气流不致由此直冲塔壁而造成雾沫夹带。
板式精馏塔讲义
翻转课堂讲义课题板式精馏塔讲课时间2019.12.4教学目标1.观察板式塔图片，使学生认识了解板式精馏塔结构及其概念；2.了解板式塔的简单分类；3.通过表格对比，掌握泡罩塔、筛板塔、浮阀塔的相同点和不同点以及在工业生产中的应用；4.培养学生的综合能力。
教学内容新课导入板式塔是一类用于气液或液液系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。
广泛应用于精馏、吸收或萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。
工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。
筛板塔出现于1830年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。
泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。
第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。
通过大量的实验研究和工业实践，逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法，还开发了大孔径筛板，解决了筛孔容易堵塞的问题。
因此，50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。
与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。
而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。
60年代以后,石油化工的生产规模不断扩大,大型塔的直径已超过 10m。
为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。
模块学习1.板式塔概念：（1）定义：板式塔是一类用于气液或液液系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。
④操作弹性要大。
⑤结构简单，易于制造。
在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率；对于处理量大的一般性分离（如原油蒸馏等），主要是考虑通过能力大。
课堂总结掌握了解板式塔结构分类，练习习题巩固课堂所学知识。
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旋流板塔大型设计旋流板塔大型化的设计与研究陈昭宜谢珊李丹（湖南大学环境工程系，长沙，410082）[内容摘要]以邯郸热电厂大型机组烟气脱硫为例，分析了旋流板在大型设备中应用的可行性与经济性，论述了旋流板大型化设计的原理与方法。
[关键词]脱硫、旋流板、大型化一.概述我国是一个能源结构以燃煤为主的国家。
大气污染属煤烟型，烟气中大量的SO2对大气造成了严重的污染，致使我国酸雨逐年加重，酸雨面积不断扩大，其覆盖面积已达国土面积的30%。
为了控制大气中SO2的含量应严格控制产生SO2污染的主要来源—电站的的排放。
目前，国内对于中小型电站的烟气脱硫已有一些进展，对于大型电站的烟气SO2处理尚处于不成熟阶段。
但随着国家将逐渐取缔小型电站，大中型电站的烟气处理成为急待解决的问题。
对于电站烟气处理，国内采用的工艺流程之一是文丘里加旋流板，而国外多采用文丘里加喷淋等。
考虑到不同传质机理的脱硫组合效果更佳，笔者提出了文丘里加旋流板加喷淋的设想，该工艺在山西，广西，海南等地的锅炉和小型电站有成功的应用实例。
旋流板是我国自行研究成功的一种喷射型塔板，这种板型由于开孔率较大，允许气流高速通过，因此处理能力较大，而压降较小，操作弹性亦较大。
同时，它不仅可以脱硫，还起到气体分布均匀的作用。
工艺流程中采用旋流板，可以省去一个气体分布均匀装置，还可以提高脱硫除尘效率。
但是应用于大型设备的实际工艺流程中，往往因设备的放大，导致了严重失真的尴尬境地，严重影响了脱硫除尘效果。
为了使旋流板可以不失真的应用于大型设备，对于旋流板的设计与研究，是一个新的课题，很值得研究。
现以邯郸热电厂大型机组烟气脱硫为例，简述一下我们的研究成果。
二.设计条件和设计原则1.设计条件邯郸热电厂#11号机组于1998年11月建成投产，装机容量为200MW，锅炉最大蒸发量为670t/h,每台锅炉配置了两台双室器电场干式高压静电除尘器，除尘效率>=99%，现进行第二期改造工程，完成脱硫任务。
烟气经电除尘器除尘后的性能参数：烟气量 66.5万m3/h=405.5K烟气温度 TS烟尘排放浓度 108.8mg/Nm 3 SO 2排放浓度：1920mg/m 3 2.设计原则每台静电除尘器后设计两套脱硫装置并联烟气的空塔气速一般为2.4-4.0m/s 的范围内，设计中取3.3m/s.因为气速太大，带液会比较严重；气速太小，塔径将很大，不经济，按 3.3m/s 计算，塔径也达到了 5.7米。
对于这种大塔径的设备，其设计参数计算，运行经验都是难以找到的。
怎么办？笔者认为前人的成功经验是可以借鉴的。
如旋风分离器的通常直径1、2米为好，最大不要超过2米。
那么塔径2米为上限。
采用“分层法”，即把直径5.7米的塔，以2米直径为一单元，将5.7米的直径分为n 个单元，再按照等开孔率，等流速，等距离的原则，使气体流动的降压相等，不走短路，而达到高效除尘脱硫的目的。
近似相等的原则：根据叶片长度，先假设内层旋流板盲板直径为500mm ，盲板尺寸一般为塔径的1/4左右。
内层塔径2000mm ，该直径是旋风除尘器设计的允许最大直径，可保证较好脱硫效果，以塔径2000mm 为一单元，直径为5700mm 的塔径，共需多少层呢？共需层数为2.85层，考虑每层旋流板要设置盲板与溢流堰，所以层数取3层即可达到要求，即除去外层塔壁后，再加设2层筒壁。
随后进行三层塔层的设计计算。
为保证烟气的处理效率，气流应能在 5.7米的塔内分布均匀，不走偏流，因此必须保证通过三个塔层的旋流板的压强降相等，为达到此目的在设计中应使三层旋流板的开孔率保持一致，并选择相等的气速。
我们称之为“等开孔率原则”和“等速原则”，而气速的大小的选择，前文已论述，在保证夹带液量和气流阻力降较小的条件下 ，尽可能取较高气速，使设备尽量小，取得最佳的经济效果。
为了使通过旋流板的气体与筒壁碰撞时能尽可能的高效、等效，进而使脱硫达到最佳效果，设计过程中取三层的叶片长度近似相等，并以此来作为设计塔层尺寸的基本依据，通过多次试算求出符合要求的塔层总体尺寸，我们称之为“近似等叶片距离原则”。
以上三原则，便是本设计的关键与精髓所在，正是基于以上三条原则的设计，才保证了旋流板能在大型脱硫设备中得以高效的应用。
三.计算结果及有关说明按照上述三个设计原则。
参考“旋流板塔”设计有关资料。
现将有关设计及主要结果叙述如下：选择空塔气速3.3m/s 。
由总气量可求出总塔径为5.7m 。
取内层塔径为2m ，盲板直径为塔径的1/4左右，故取为0.5m ，首先粗算应分层数，根据每层塔体“叶片近似相等原则，所以共需(5.7-2)/2+1=2.85,已考虑到溢流堰和盲板的长度，故取3层塔壁，由内到外分别称之为1、2、3层塔。
首先计算第1层塔的尺寸。
根据“等流速”原则和“等开孔率”原则，所以存在各层气量之比等于各层流通面积，也等于各层总面积之比。
由此可求出第1层气量为 3.69万m 3/h ，由相关公式： 1、 叶片长度计算公式d x =10√v √r v式中：d x —叶片长度 m r v —气相重度 kg/m 3 v —气量 m 3 2、 流通面积计算公式A 0=A a (sin α-(2⨯m ⨯ζ)÷(∏(d x +d m ))) A a =∏/4⨯(d x 2- d m 2) 式中：A 0— 气体流通截面积 m 2 α — 仰角°m — 叶片数， 块 ζ— 叶片厚度 mm 3、 开孔率计算公式 ψ= A 0÷A T 式中：A 0— 气体流通截面积 m 2A T — 塔截面 m 2 4、 压降计算公式ΔP=ε0⨯F 02÷（2⨯g ）+3.6⨯v ⨯F 0+4式中：ε0 — 穿孔阻力系数 取1.6F 0 — 穿孔动能因子 kg 0.5/m 0.5s其中 F 0 =(v 0⨯√r v )/(3600⨯ A 0) v — 溢流口液速 v=2.78⨯L/A f其中 L —液量 m 3/hA f —溢流口总面积 cm 2按照上述公式，求出d x =1927mm,考虑到要留出足够的溢流堰宽，故按95%比例缩小，故d x =1830mm,d m =580mm(d x 代表叶片外径，d m 代表盲板直径，下同)取仰角α=25°，塔板厚度δ=5mm ，求得开孔率ε=29.84%,压降Δp=29.59mm 水柱，其他参数也均包括在允许的范围内。
然后计算第2层塔的尺寸。
根据“叶片长度近似相等”的原则，试取d x2= d m2+1.25，d 2= d x2+0.17= d m2+1.42(取第2层溢流堰与第1层相等)。
由于第2层塔体是在第1层塔体的基础上建起的，外型上它包括了第1层塔体，故计算中应采用当量直径来进行计算。
又利用第1与第2层“开孔率相等”，所以第2层的流通面积S 流1与总面积S 流2之比也是29.84%，（即为开孔率），S 流2=П/4×（d xe 2-d me 2）×[Sin α-2×m ×δ/(П×(d xe + d me ))],下标e 表示当量尺寸，S 2总=П/4×[（d m2+1.42）2-22],故用试算法可求出d m2=2.34m, d x2=3.59m, d 2=3.76m 。
然后计算第3层塔的尺寸。
根据“叶片长度近似相等”的原则，取d x3=dm3+1.25,d3=dx3+0.2= dm3+1.25+0.2= dm3+1.45(考虑到第3层气量大些，所以溢流堰宽度取大些)。
根据“开孔率相等原则”，与第2层的计算方法类似，同样利用当量直径计算，S3总=П/4×[（d m3+1.45）2-3.762],S2流=П/4×（d xe2-d me2）×[Sinα-2×m×δ/(П×(d xe+d me ))]，故用试算法可求出dm3=4.045,则d3=4.045+1.25+0.2=5.5m<5.7m,故不符合，原第2层与第3层应重新取值，重新计算。
计算第2层塔的尺寸。
调整d x2= d m2+1.35,d2= d x2+0.17= d m2+1.52。
再根据开孔率相等列式计算，公式同上，用试算法可得，d m2=2.40m, d x2=3.75m,d2=3.92m 。
再计算第3层塔的尺寸，调整取d x3= d m3+1.28, d3= d m3+1.28+0.2= d m3+1.48(考虑到第3层气量大些，所以，溢流堰宽度取大些)。
根据开孔率相等列式计算，公式同上，用试算法可得，d m3=4.22m,d x3=5.5m,d3=5.7m,正好符合塔径5.7m，设计合理。
再计算第2层和第3层的压降，也都等于29.59mm水柱。
由于盲板到叶片外端的总宽度，在第1、2、3层分别取得是1.25m,1.35m,和1.28m,不完全相等，但相对误差〈10%，故只能称之为“近似叶片相等原则”。
除此原则外，我们还用到了“等气速原则”和“等开孔率原则”，并由以上三原则，设计出了旋流板塔。
查《化学工程设计手册-3》的13，14章节《旋流板塔》，可得具体的设计计算公式，然后由内向外，逐一设计三个塔层。
具体设计过程此处从略，仅将计算结果列于下表，且附图于后。
旋流板结构简图四、讨论与结论由计算结果可知，完全可以达到预期的要求，从而达到了较高的脱硫效率和气体分布均匀的目的。
该设计中的其他装置，还包括淋洒器和除雾器，以及副塔。
简单设计过程如下：由于塔径很大，达到了5.7m,为保证塔内不存在喷淋不到的盲区，从而保证洗涤效果，须设计一组淋洒器，淋洒器的分布位置根据几何布图法来确定。
本设计选择冲击式淋洒器，由于冲击式淋洒器的喷洒半径一般为2m，故为保证安全，每个喷洒器的喷洒直径d0可取2.85m, 故可作塔体的内接六边形，并加上设置了中心的一个喷头，共需七个喷头，可满足要求。
除雾器和副塔的作用是除去水雾，以使风机运行时不带水。
除雾器采用角钢制成的折板除雾器，两角钢间水平距离取50mm,可保证不至于发生堵塞的危险。
同时由于塔径太大，为保证角钢的强度要求，故将塔截面分块，将角钢分别安装于各块中。
设计流程简图如下：该设计方案与应用于大型设备的其它方案的优缺点的比较：1）科学性该设备与直接采用5.7m的普通旋流板塔的直径相比较：处理效果明显优于普通旋流板塔。
因为5.7m的普通旋流板的直径远远超过旋风分离器的允许直径——2m，并且运行中还存在着气流分布不均匀的问题，需布设一个气流分布均匀装置，同时，由于叶片过长，水膜不能在叶片上均匀分布，例如，假设水膜直达到叶片的2/3处，外端的1/3部分不能与水接触，由于流道面积越来越宽，因而不能与水膜接触到的气流流量可达1/2强，从而严重影响了脱硫效果，直径2.4m的塔实践已证明了这一观点。