下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备
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三章蒸馏和吸收塔设备
从图3-13据可求出Wd和Af，求出Af之后，应验算停留时间：
3600Af HT 3 ~ 5s Lh
(uL
Ls Af
HT )
(2) 降液管底隙高度
既要液体阻力小，又要气体不短路
一般
ho
Lh 3600lW uo
式中 uo —液体经过降液管底隙时旳流速，m/s。
经验值： uo 0.07 ~ 0.25m / s
3．填料因子 在选择填料
时， 一3 般要求
比表面积及空隙
率大
，填料旳润湿性能好，
单位体积填
料旳质量轻，造价低，并有足够旳机械强度。
二、 填料类型 1．拉西环：外径与高度相等旳园环。
构造简朴，研究充分 沟流、壁流严重、滞留液量大、气流阻力大 2．鲍尔环：在拉西环旳侧壁上开出方孔。 构造复杂 效率高、阻力小 3．阶梯环：高度为直径旳二分之一，环旳一端制成喇叭口。 构造复杂 效率高、阻力小、气量大
3 L
V
g
摩擦阻力 d 2 V u 2 42
式中 d—液滴旳直径，m。
由净重力与摩擦阻力旳平衡，得
整顿，得
(hf
u2 2
,
hf
,
u2 )
2
d 2 4
V
u2 max
2
6
d
3
(L
V )g.
式中 umax—极限空塔气速，m/s；
umax
4gd 3
L V C L V
V
V
C
4gd —负荷系数， umax
2．单板效率EM， 又称为默弗里板效率
气相单板效率
E MV
yn yn1
y
n
y n 1
液相单板效率
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》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
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。
蒸馏和吸收塔设备试题
第3章蒸馏和吸收塔设备一、选择题1.下述说法中错误的是（）。
A、板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触B、精馏用板式塔，吸收用填料塔C、精馏既可以用板式塔，又可以用填料塔D、吸收不可以用板式塔，但可以用填料塔2.在精馏塔的设计中，设计思想是：在全塔汽液两相总体呈（）接触，而在每一块塔板上汽液两相以（）方式接触。
A、逆流B、并流C、错流D、不确定3.溢流液泛是由于（）造成的。
A、降液管通过能力太小B、液流分布不均匀C、塔板上严重漏液D、液相在塔板间返混4.下列属于错流塔板的有（）。
A、喷射塔板B、浮阀塔板C、舌形塔板D、浮舌塔板5.下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是（），单板压降最小的是（），造价最低的是（）。
A、筛板塔B、浮阀塔C、泡罩塔6.在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线的变化趋势是：液泛线（），液沫夹带线（），漏液线（）。
A、上移B、不变C、下移D、不确定二、填空题7.填料的种类很多，大致可分为实体填料和网体填料两大类，请写出三种常见的填料的名称___________、___________、_______________。
8.填料塔的塔径与填料直径之比不能太小，一般认为比值至少要等于_______。
填料塔适宜的空塔气速一般可取_______气速的50%~80%。
9.筛板塔两相接触的传质面积为。
若处理的液体量很大或塔径很大时，一般采用，以达到的目的。
10.板式塔与填料塔比较：精馏操作中，对易起泡体系应选用塔更适合；对热敏性物系，精馏塔此时应选用塔更适合。
11.填料塔的持液量增加，则压降，动力消耗，汽液允许流速度。
12.写出三种常见填料的名称 _______、____________、________ 。
13.写出三种常用板式塔的名称、、。
14.在浮阀塔的负荷性能图中，塔的适宜操作范围通常是由下列5条边界线圈定的；雾沫夹带线：液泛线：_____________、_____________、____________。
第3章 蒸馏和吸收塔设备
31
6. 液面落差
解决措施： （1）塔板上设入口安定区可缓解此现象。
安定区
32
6. 液面落差
解决措施： （2）在塔径或液体流量很大时采用双溢流或阶梯 溢流等溢流形式可减少液面落差。
单流型
双流型
多流型
阶梯流型
33
7.负荷性能图
板式塔设计完成后，需要绘制负荷性能图来检 验工艺设计是否合理，考核该塔正常操作的气液流量 范围，了解塔的操作弹性，判断有无增产能力，减负 荷能否正常运行等。
液量↑→塔板压降↑
板结构：开孔率↑
→u0 ↓ →塔板压降↓
24
2. 塔板压降
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。 因此，进行塔板设计时，应综合考虑，在保 证较高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降 低能耗和改善塔的操作。
2
t 20 C
99 %
X2 0
W 770 kg /( m h )
2
G 580 kg /( m h )
y1 6 %
0 .8
0 .9 X
H OG H OG
V'
' '
KGa G
, 不变
解： z '
z
H OG H OG
'
N OG N OG
V ' KY ' V KY
2）塔设备的性能评价指标： （1）通量——单位塔截面的生产能力，表征塔设
备的处理能力和允许的空塔气速；
（2）分离效率——单位压降塔的分离效果，对板 式塔以板效率表示，对填料塔以等板高度表示； （3）适应能力——操作弹性，表现为对物料的适 应性及对负荷波动的适应性；
重庆理工大学《化工原理》第3章 蒸馏和吸收塔设备
泡沫接触状态
38
1. 塔板上气液两相的接触状态
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。
①鼓泡接触状态； ②蜂窝接触状态； ③泡沫接触状态； ④喷射接触状态。
35
1. 塔板上气液两相的接触状态
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。
鼓泡接触状态
36
1. 塔板上气液两相的接触状态
板应考虑哪些问题？
作业题: 无
54
2.塔板的负荷性能图
1)塔板负荷性能图的构造 板式塔设计完成后，需要绘制负荷性能图来检
验工艺设计是否合理，考核该塔正常操作的气液流量 范围，了解塔的操作弹性，判断有无增产能力，减负 荷能否正常运行等。
筛板塔比起泡罩塔，生产能力可增大10%～ 15%，板效率约提高15%，单板压降可降低30%左 右，造价可降低20%～50%。
19
3.浮阀塔板
浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个 阀孔(标准孔径为39mm），每个阀孔装有一个可上 下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀 孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最 大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出 几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定 距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔 上，可防止阀片与板面的黏结。
喷射接触状态
39
2.塔板压降
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，
化工原理PPT蒸馏和吸收塔设备
缺陷：张角固定，在气量较小时，经舌孔喷射旳气速低，塔
板漏液严重，操作弹性小。
液体在同一方向上加速，有可能使液体在板上旳停留时
间太短、液层太薄，板效率降低。
15
为使舌形塔板适应低负荷生产，提升操作弹性， 研制出了可变气道截面（类似于浮阀塔板）旳浮舌 塔板。
特点为操作弹性大、压强降小、构造简朴、效 率高。
降液管
液
相
流动。
气相
错流塔板应用很广，按塔板详细构造形式可分 为：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、舌形塔板等。
6
逆流塔板（穿流塔板）：
塔板上不设降液管，气、液两相同步由塔板
上旳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：塔板构造简朴，板上无液面差，板面充分
利用，生产能力较大；
缺陷：操作弹性及板效率不及错
材质：陶瓷、金属、塑料
乱堆填料 装填措施
整砌（规整）填料
35
拉西环 阶梯环
鲍尔环
环
36
鞍形环
波纹板
波纹网
37
1）散装填料
（1）拉西环 最早使用旳一种填料，为
高径比相等旳陶瓷和金属等制
成旳空格低廉，且对它旳研究较为充
分，所以在过去较长旳时间内得到了广泛旳应用。
缺陷：高径比大，堆积时填料间易形成线接触，故
①根据设计任务和工艺条件，拟定设计方案； ②根据设计任务和工艺条件，选择塔板类型； ③拟定塔径、塔高等工艺尺寸； ④进行塔板旳构造设计； ⑤进行流体力学验算； ⑥绘制塔板旳负荷性能图； ⑦根据负荷性能图，对设计进行分析，若设计不够
理想，可对某些参数进行调整，反复上述设计过 程，一直到满意为止。
29
3.3 填料塔
蒸馏和吸收塔设备
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。
如上所述，泡沫接触状态和喷射状态均是优良的塔板接触状 态。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。
3.1.3 气体通过筛板的阻力损失
气体通过塔板的压降（塔板的总压降）包括：塔板的干板阻 力（即板上各部件所造成的局部阻力），板上充气液层的静压力 及液体的表面张力。
为计算实际板数，必须知道离开同一块实际塔板的两相平均 组成的关系。点效率不能满足此要求。
3.1.5 板效率的各种表示方法及其应用
（2）默弗里板效率
E m V,n
yn yn1 yn* yn1
，EmL,n
xn1 xn xn1 xn*
不仅考虑了塔板上两相之间的接触状况，同时也计入了塔板上 气液两相的非理想流动，但未考虑塔板间的非理想流动，即液沫夹
在泡沫接触状态，气泡密集，板上液体呈液膜状态而介于气 泡之间。在传质过程中，液膜是否稳定左右着实际相界面的大小。 如果液膜不稳定，则易被撕裂而发生气泡的合并，相界面将减少。 设有液膜如图所示，其表面张力为 。若液 膜的某一局部发生质 量传递，该处膜厚减薄，轻组分浓度减小，重组分浓度增加，表 面张力发生变化。
第三章 蒸馏和吸收塔设备-1
负荷性能图组成 （三）
液相负荷上限线 线3为液相负荷上限线，该线又称降液管超 负荷线。液体流量超过此线，表明液体 流量过大，液体在降液管内停留时间过 短，进入降液管中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， 降低塔板效率。
GO 2 Figure
负荷性能图组成 （四）
漏液线 线4为漏液线，该线即为气相负荷下限线， 气相负荷低于此线将发生严重的漏液现 象，气液不能充分接触，使板效率下降。
三、雾沫夹带
上升气流穿过塔板上液层时，将板上液 体带入上层塔板的现象称为雾沫夹带 控制雾沫夹带量eV <0.1kg（液）/kg（气） 影响因素主要是空塔气速和塔板间距
四、漏液
当上升气体流速减小，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 漏液量达液体流量10%的气流速度为漏液速度， 这是塔操作的下限气速 漏液的主要原因是气速太小和板面上液面落差 所引起的气流的分布不均，在塔板入口的厚液 层处往往出现漏液，所以常在塔板入口处留出 一条不开孔的安定区
一、塔板压降（影响）
塔板压降影响操作压强 塔板压降影响真空精馏效果 塔板压降受板效率（结构复杂） 影响 塔板压降受板上液层厚 影响
二、液泛
若气液两中之一的流量增大，使降液管内液体 不能顺利下流，管内液体必然积累，当液体增 高到越过溢流堰顶部，于是两板间液体相连， 该层塔板产生积液，并依次上升，这种现象称 为液泛，亦称淹塔。 塔板压降上升，全塔操作被破坏，操作时应避 免液泛发生。 影响液泛的因素除气液流量和流体物性外。塔 板结构，特别是塔板间距也是重要参数，设计 中采用较大的板间距，可提高液泛速度。
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
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
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
2019/9/8
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
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二、填料塔的附件
1、填料支承装置
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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
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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
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塔的定义： 高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；
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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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下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备
下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备B3-1评价气液传质设备性能的主要指标是 、 、 、 和。
B3-2按结构塔设备分为 和 。
按气液接触方式分为 和填料塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相，为分散相。
错流板式塔是 接触式气液传质设备，塔内为连续相， 为分散相。
B3-3工业上应用最广泛的板式塔类型有 、 、 和 。
B3-4板式塔操作中可能出现的非理想流动有 、 、 和 。
B3-5板式塔设计中，加大板间距的优点是 和 ，其缺点是 。
B3-6板式塔流体力学验算的项目为 、 、 、 和。
B3-7板式塔的负荷性能图由 、 、 、 和 五条曲线包围的区域构成。
B3-8负荷性能图的作用是 、 和 。
B3-9 评价填料性能优劣的主要参数是 、 和 。
B3-10在填料塔的-u 曲线图上，有 /P Z Δ和 两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是 、 、 ；塔的操作应在。
B3-1 填料塔设计时，空塔气速一般取泛点气速的 。
B3-12 填料层高度的计算可采用 和 。
B3-13下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是 ，单板压降最小的是 ，造价最低的是 。
A ．板式塔B ．浮阀塔C ．泡罩塔B3-14 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线 ，雾沫夹带线 ，漏液线 。
A ．下移B ．不变C ．上移D ．不确定B3-15填料因子φ值减小，填料板的液泛气速 ，流动阻力 。
A ．增大B ．不变C ．不确定D ．减小B3-16下面参数中，属于板式塔结构参数的是和；属于操作参数的是和。
A．板间距B．孔数C．孔速D．板上清液层高度。
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。
《化工原理》(下)第三章塔设备第一次课PPT课件
平直堰型式
齿形堰
3.1.3 板式塔的流体力学性能
1、 塔内气、液两相异常流动 液泛
❖ 正常操作时，降液管中有一足够的液体 高度，以克服两板间由气体压差造成的 压量↑→塔板压降↑→降液管内 液体流动不畅→管内液体积累；
❖ 若液相的流量↑→降液管内截面不能满 足该液体顺利流过→管内液体积累；
特点：
分离效率高； 板上有液位差，引起气体分布 不均匀； 目前常用
穿流式塔板
板上无降液管； 气液相同时通过板上孔道逆向穿流而过（逆流塔板）。
特点：
结构简单； 操作范围小； 分离效率低。
应用较少
3.1.1 气液相流程
❖ 从全塔来看，气相在塔内逐级上升，液相由塔顶 逐级下降。在下降中与上升气相进行接触传质。
❖ 塔板操作弹性并非恒定不 V 变，而与操作条件有关
①
⑤
a
❖a工况受液相下限及液沫夹
带线控制。b工况则受漏液
②
b
c
④
线及降液管液泛线控制。c ③
工况则受漏液线及液相上限
控制。
L
3.1.4 塔板型式
按气相通过塔盘传质元件的不同，可分为不同型式 的塔板
评价塔板性能的标准：
•生产能力：单位时间单位面积的处理量； •分离效率：分离能力，产品质量； •适应能力：对不同性质的物料的适应性； •操作弹性：维持正常操作气速允许变动的范围； •流动阻力：＝干板阻力＋液层阻力； •塔的结构、成本、安装及运转的可靠性。
应限制漏液量。要求不大于液体流量的10%。 漏液速度，它是塔操作的气相下限速度。
2、塔板负荷性能图
❖ 适宜操作范围的图形称之为塔的负荷性能图。
❖ ①过量液沫夹带线，或气相上限线 Vmax 过量液沫夹带量ev<10%
齿形堰
3.1.3 板式塔的流体力学性能
1、 塔内气、液两相异常流动 液泛
❖ 正常操作时，降液管中有一足够的液体 高度，以克服两板间由气体压差造成的 压量↑→塔板压降↑→降液管内 液体流动不畅→管内液体积累；
❖ 若液相的流量↑→降液管内截面不能满 足该液体顺利流过→管内液体积累；
特点：
分离效率高； 板上有液位差，引起气体分布 不均匀； 目前常用
穿流式塔板
板上无降液管； 气液相同时通过板上孔道逆向穿流而过（逆流塔板）。
特点：
结构简单； 操作范围小； 分离效率低。
应用较少
3.1.1 气液相流程
❖ 从全塔来看，气相在塔内逐级上升，液相由塔顶 逐级下降。在下降中与上升气相进行接触传质。
❖ 塔板操作弹性并非恒定不 V 变，而与操作条件有关
①
⑤
a
❖a工况受液相下限及液沫夹
带线控制。b工况则受漏液
②
b
c
④
线及降液管液泛线控制。c ③
工况则受漏液线及液相上限
控制。
L
3.1.4 塔板型式
按气相通过塔盘传质元件的不同，可分为不同型式 的塔板
评价塔板性能的标准：
•生产能力：单位时间单位面积的处理量； •分离效率：分离能力，产品质量； •适应能力：对不同性质的物料的适应性； •操作弹性：维持正常操作气速允许变动的范围； •流动阻力：＝干板阻力＋液层阻力； •塔的结构、成本、安装及运转的可靠性。
应限制漏液量。要求不大于液体流量的10%。 漏液速度，它是塔操作的气相下限速度。
2、塔板负荷性能图
❖ 适宜操作范围的图形称之为塔的负荷性能图。
❖ ①过量液沫夹带线，或气相上限线 Vmax 过量液沫夹带量ev<10%
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下册 第3章 蒸馏和吸收塔设备
B3-1评价气液传质设备性能的主要指标是 、 、 、 和。
B3-2按结构塔设备分为 和 。
按气液接触方式分为 和
填料塔是 接触式气液传质设备，塔内 为连续相，
为分散相。
错流板式塔是 接触式气液传质设备，塔内
为连续相， 为分散相。
B3-3工业上应用最广泛的板式塔类型有 、 、 和 。
B3-4板式塔操作中可能出现的非理想流动有 、 、 和 。
B3-5板式塔设计中，加大板间距的优点是 和 ，其缺点是 。
B3-6板式塔流体力学验算的项目为 、 、 、 和。
B3-7板式塔的负荷性能图由 、 、 、 和 五条曲线包围的区域构成。
B3-8负荷性能图的作用是 、 和 。
B3-9 评价填料性能优劣的主要参数是 、 和 。
B3-10在填料塔的-u 曲线图上，有 /P Z Δ和 两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是 、 、 ；塔的操作应在。
B3-1 填料塔设计时，空塔气速一般取泛点气速的 。
B3-12 填料层高度的计算可采用 和 。
B3-13下面三类塔板相比较，操作弹性最大的是 ，单板压降最小的是 ，造价最低的是 。
A ．板式塔
B ．浮阀塔
C ．泡罩塔
B3-14 在板式塔设计中，加大板间距，负荷性能图中有关曲线变化的趋势是：液泛线 ，雾沫夹带线 ，漏液线 。
A ．下移
B ．不变
C ．上移
D ．不确定
B3-15填料因子φ值减小，填料板的液泛气速 ，流动阻力 。
A ．增大
B ．不变
C ．不确定
D ．减小
B3-16下面参数中，属于板式塔结构参数的是和；属于操作参数的是和。
A．板间距B．孔数C．孔速D．板上清液层高度。