化工原理下蒸馏与吸收塔设备ppt课件
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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。
化工原理蒸馏和吸收塔设备课件ppt
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3、浮阀塔
2021/3/10
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21
特点：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。
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4、喷射塔
舌型塔板
2021/3/10
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
2021/3/10
1
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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2
塔的定义： 高径比很大的设备。 精馏塔、吸收塔；
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3
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。
现象： 液滴随气体进入上层塔板——雾沫(液沫)夹带。 气体随液体进入下层塔板——泡沫夹带。
后果：过量液沫夹带和泡沫夹带，造成液、气相在板间的返 混，板效率下降。
控制： 液沫夹带量eV＜0.1kg(液)/kg(气)。 影响液沫夹带因素 •空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小 •塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小
（2）实现气、液两相尽可能的逆流接触，提高传质推动力。
2、性能评价
（1）通量——生产能力。
（2）分离效率——单位压降下分离效果；板效率、等板高度 。
（3）适应能力——操作弹性。
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4
二、塔设备的类型
逐级接触式 气液传质设备
《化工原理吸收》课件
02 模拟方法可以预测不同操作条件下的吸收效果， 以及优化吸收设备的结构和操作参数。
03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率，但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单，易于制造， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高，处理能力 大，适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单，操作方便， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
THANK YOU
感谢各位观看
溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律：气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式：(Henry's Law)：(c = kP)
01
03
亨利定律的应用：通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压，可以计算出亨利常数，进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气，如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用，将有害气 体转化为无害或低害物质，达到净化废气的目的。
03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率，但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单，易于制造， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高，处理能力 大，适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单，操作方便， 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
THANK YOU
感谢各位观看
溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律：气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式：(Henry's Law)：(c = kP)
01
03
亨利定律的应用：通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压，可以计算出亨利常数，进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气，如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用，将有害气 体转化为无害或低害物质，达到净化废气的目的。
第五吸收与蒸馏ppt课件
JA(DDE)ddCA Z
式中 D——分子扩散系数，m2/s； DE——涡流扩散系数，m2/s； dCA/dZ——沿z方向的浓度梯度，kmol/m4； J——总扩散通量kmol/(m2•s)
注：涡流扩散系数DE不是物性常数，它与湍动有关，且随位置 而不同。由于其难以测定，常将分子扩散和涡流扩散结合在一 起考虑。
第五章 吸收与蒸馏
5.1 传质学基础 5.2 吸收与解吸 5.3 吸收塔（或脱吸）的计算 5.4 蒸馏 5.5 两组分连续精馏塔的计算 5.6 板式塔
5.7 其他蒸馏简介
重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方 程、理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进 料方程、 回流比
难点：双膜理论、操作线方程、进料方程、 精馏设备
不显著。
物质的扩散系数可由实验测得，或查有关资料，或借助于 经验或半经验公式进行计算。
气相中的扩散系数
4.36105T32 1 1
D
MA MB P(vA1/3vB1/3)2
式中 D——扩散系数，m2/s； P——总压强，kPa；
MA、MB——分别为A、B两种物质的分子量，g/mol； vA、vB——分别为A、B两种物质的分子体积，cm3/mol
本节主要讨论低浓度气体混合物的单组分等温物理吸收。
吸收操作流程
5.2.2 气—液相平衡关系
（1）气体在液体中的溶解度
1) 在一定温度下，气体组分的溶解度随该组分在气相中的平衡 分压的增大而增大；而在相同平衡分压条件下，气体组分的溶 解度则随温度的升高而减小。
2) 在同一温度下，对于不同种类的气体组分，欲得到相同浓度 的溶液，易溶气体仅需控制较低的分压，而难溶气体则需较高 分压。
5.1.3 相际间的传质(对流传质)
式中 D——分子扩散系数，m2/s； DE——涡流扩散系数，m2/s； dCA/dZ——沿z方向的浓度梯度，kmol/m4； J——总扩散通量kmol/(m2•s)
注：涡流扩散系数DE不是物性常数，它与湍动有关，且随位置 而不同。由于其难以测定，常将分子扩散和涡流扩散结合在一 起考虑。
第五章 吸收与蒸馏
5.1 传质学基础 5.2 吸收与解吸 5.3 吸收塔（或脱吸）的计算 5.4 蒸馏 5.5 两组分连续精馏塔的计算 5.6 板式塔
5.7 其他蒸馏简介
重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方 程、理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进 料方程、 回流比
难点：双膜理论、操作线方程、进料方程、 精馏设备
不显著。
物质的扩散系数可由实验测得，或查有关资料，或借助于 经验或半经验公式进行计算。
气相中的扩散系数
4.36105T32 1 1
D
MA MB P(vA1/3vB1/3)2
式中 D——扩散系数，m2/s； P——总压强，kPa；
MA、MB——分别为A、B两种物质的分子量，g/mol； vA、vB——分别为A、B两种物质的分子体积，cm3/mol
本节主要讨论低浓度气体混合物的单组分等温物理吸收。
吸收操作流程
5.2.2 气—液相平衡关系
（1）气体在液体中的溶解度
1) 在一定温度下，气体组分的溶解度随该组分在气相中的平衡 分压的增大而增大；而在相同平衡分压条件下，气体组分的溶 解度则随温度的升高而减小。
2) 在同一温度下，对于不同种类的气体组分，欲得到相同浓度 的溶液，易溶气体仅需控制较低的分压，而难溶气体则需较高 分压。
5.1.3 相际间的传质(对流传质)
化工原理下册课件蒸馏课件
2、你认为一个人应该如何看待自己 的长处？又如何看待他人的长处？
三人行，必有我师焉。 择其善者而从之，其不善者而改之。
人外有人，天外有天。 取人之长，补己之短。 自满人十事九空，虚心人万事可成。 谦受益，满招损。
骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱；而且，这个陷 阱是我们自己亲手挖掘的。 —— 老舍
尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不 明。 —— 屈原
在交点处两式中的变量相同，略去有关变量的 上下标，经整理得
y q x xF q 1 q 1
q 线方程或 进料方程
二、梯级图解法
y q x xF q 1 q 1
直线方程
斜率 截距
q q 1
xF q 1
与对角线联立解得交点e。过点 e作斜率为 q/(q-1)的直线与精馏段操作线交于点d，联接cd 即 得提馏段操作线。
陈尧咨（善射）
神态 忿然 笑而遣之
卖油翁（善酌）
睨之
汝亦知射乎 语言 吾射不亦精乎
尔安敢轻吾射 动作 笑而遣之
性格: 自矜（骄傲）
对比
无他，但手熟尔 以我酌油知之 我亦无他，惟手熟尔
释担而立 但微颔之
取置覆酌沥 谦虚
道理: 熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。
课外延伸
1、联系生活、学习，说说熟能生巧 的事例。
一、逐板计算法
(c)
(a)
(c)
由 x1=xn
y2
x2
y3
xm ≤ xW
(a)
(a) … (c) x3
提馏段理论板层数：m-1（不包括再沸器） 总理论板层数 NT ：n＋ m - 2 （不包括再沸器）
二、梯级图解法
梯级图解法又称麦克布—蒂利法，简称M—T法。 1.操作线的作法
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
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
xn1 xn1
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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
蒸馏和吸收塔设备课件
二 填料类型 散装填料和规整填料
化工原理
四川理工学院
16
§7-2 填料塔
1 散装填料 ➢ 拉西环填料
优点：易于制造，价格低廉，研究较为充分。 缺点：高径比大，易形成线接触，存在严重的沟流和壁流
现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低， 改进：衍生的θ环、十字环及螺旋环等。
第七章 蒸馏和吸收塔设备 教学要求 §7-0 概述 §7-1 板式塔 §7-2 填料塔 复习
主 讲：杨 虎
化工原理
Tel:13881419522 E-Mail:
四川理工学院
1
教学要求
重 点：板式塔与填料塔的特点，塔设备的选用与设 计原则。 覆盖内容：塔设备的性能参数；典型塔板的结构特点 及分类，塔板上的流体力学特性，正常与非正常操作 情况及调节；板式塔的设计原则及步骤；填料及填料 塔的结构特点，填料塔的流体力学特性，填料塔的设 计原则及步骤；板式塔与填料塔的比较，塔的选用原 则。
按塔内气、液流动的方式分类 错流塔板、 逆流塔板 二 性能评价 处理能力 板效率 塔板压降 三 按塔板类型分类 泡罩塔 筛板塔 浮阀塔 喷射塔
化工原理
四川理工学院
4
§7-1 板式塔
➢错流式塔板 (溢流塔板 )
液体流动 板间 板上
气体流动
溢流堰 进口堰 特点：获得较高的板效率，但降液管
液相
降液管
液
相
将占去塔板的传质有效面积，影响塔
堰
的生产能力。
➢逆流塔板
气气相相
优点：结构简单，无液面差，充分利用板面，生产能力较大；
缺点：板效率及操作弹性不及溢流塔板。应用范围小，常见的
板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
化工原理
化工原理
四川理工学院
16
§7-2 填料塔
1 散装填料 ➢ 拉西环填料
优点：易于制造，价格低廉，研究较为充分。 缺点：高径比大，易形成线接触，存在严重的沟流和壁流
现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低， 改进：衍生的θ环、十字环及螺旋环等。
第七章 蒸馏和吸收塔设备 教学要求 §7-0 概述 §7-1 板式塔 §7-2 填料塔 复习
主 讲：杨 虎
化工原理
Tel:13881419522 E-Mail:
四川理工学院
1
教学要求
重 点：板式塔与填料塔的特点，塔设备的选用与设 计原则。 覆盖内容：塔设备的性能参数；典型塔板的结构特点 及分类，塔板上的流体力学特性，正常与非正常操作 情况及调节；板式塔的设计原则及步骤；填料及填料 塔的结构特点，填料塔的流体力学特性，填料塔的设 计原则及步骤；板式塔与填料塔的比较，塔的选用原 则。
按塔内气、液流动的方式分类 错流塔板、 逆流塔板 二 性能评价 处理能力 板效率 塔板压降 三 按塔板类型分类 泡罩塔 筛板塔 浮阀塔 喷射塔
化工原理
四川理工学院
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§7-1 板式塔
➢错流式塔板 (溢流塔板 )
液体流动 板间 板上
气体流动
溢流堰 进口堰 特点：获得较高的板效率，但降液管
液相
降液管
液
相
将占去塔板的传质有效面积，影响塔
堰
的生产能力。
➢逆流塔板
气气相相
优点：结构简单，无液面差，充分利用板面，生产能力较大；
缺点：板效率及操作弹性不及溢流塔板。应用范围小，常见的
板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
化工原理
蒸馏设备PPT课件
刮膜式分子蒸馏器1
• 结构和工作：该装置改进了降膜式分子蒸馏器的不足，在蒸馏器内设置可转动的刮板，把物料
迅速刮成厚度均匀、连续更新的液膜，低沸点组分首先从薄膜表面挥发，径直飞向中间冷凝器，冷凝成液 相，并流向蒸发器的底部，经流出口流出；不挥发性组分从残留口流出；不凝性气体从真空口排出。
刮膜式分子蒸馏器2
• 应保证冷凝面与蒸发面的间距与给定气压下蒸发分子的平均自由程同一量级，分子在两个面间的活动无阻 碍；
• 冷凝面温度应低于蒸发面50~100℃；
分子蒸馏技术的原理7(设计条件2）
• 被蒸馏物料在蒸发面应能形成连续更新、覆盖完全、厚度均匀的薄膜，并控制物料停留时间，以提高蒸发 效率，防止成分破坏。
分子蒸馏设备1
填料将被挤坏。
• 板式塔便于检修与清洗。
填料塔的选型原则1
• 要求低压降应选择填料塔。 • 易发泡的填料，在板式塔中易引起液泛，填料则可使大多数泡沫破裂； • 处理腐蚀性物料时，选用填料塔较为有利，因为填料用途很广泛； • 传质速率受气膜控制时，选用填料塔。 • 塔径小于800mm时，用填料塔为宜。
蒸馏与吸收 设备
介绍蒸馏、吸收单元操作所应用的塔设备 结构、类型；分子蒸馏机理与设备
蒸馏概述1
• 原理：利用液体混合物中各组分挥发度的差异而进行分离的一种 单元操作。将料液加热使其部分汽化，易挥发组分在蒸汽中增 浓，而难挥发组分在液体中增浓。
• 精馏：蒸馏的多级操作，通过多次部分汽化和部分部分冷凝，使 液相中难挥发组分浓度近乎纯态，气相中易挥发组分近乎纯态。
• 有常规蒸馏不可比拟的优点：蒸馏压力低、受热时间短、操作温度低和分离程度高等。 • 为一种新型、特殊的分离、精制技术，成功解决了高沸点在极高的真空度下，依据混合物分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于其沸点的温度下迅速得到分 离。
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。
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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。
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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
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拉西环 阶梯环
鲍尔环
环
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鞍形环
波纹板
波纹网
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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
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精品课件
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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 动十分剧烈的动态泡 沫，由于泡沫接触状 态表面积大，并不断 更新，所以是一种较 好的接触状态。
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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。
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舌形塔板示意图
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2）浮舌塔板 浮舌塔板的结构特点是，其舌片可上
下浮动。因此，浮舌塔板兼有浮阀板和固定舌 形板的特点，处理能力大、压降低、操作弹性 大。
浮舌塔板示意图
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3. 塔板的性能评价 塔板的性能评价指标： ①生产能力大； ②塔板效率高； ③塔板压降低； ④操作弹性大； ⑤结构简单，制造维修方便，造价低。
F-1型
V-4型
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(3)浮阀塔板
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浮阀塔板的优缺点 优点： ① 结构简单、造价低； ② 操作弹性大； ③ 生产能力大； ④ 塔板效率较高。 缺点： ① 处理易结焦、高黏度物料阀片易与塔板黏结； ② 操作时阀片易脱落或卡死。
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(4)喷射型塔板
1） 舌形塔板
舌形塔板的结构特点是，在 塔板上冲出许多舌孔，方向朝塔 板液体流出口一侧张开。舌片与 板面成一定的角度，有18°、 20°、25°三种（一般为20°）， 舌 片 尺 寸 有 5 0 mm×50mm 和 25mm×25mm两种。舌孔按正三角 形排列，塔板的液体流出口一侧 不设溢流堰，只保留降液管。
板式塔的结构
1-壳体 2-塔板 3-溢流堰 4-受液盘 5-降液管
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板式塔的设计意图
总体上使两相呈逆 流流动
每一块塔板上呈均 匀的错流(或逆流） 接触
气液两相能充分接 触
接触后气液两相能 及时分离
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1. 塔板分类
塔板
有降液管式塔板√
无降液管式塔板
错流式 逆流式
塔板的分类
精品课件
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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。
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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。
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筛孔塔板的优缺点
优点： ①结构简单、造价低； ②生产能力大； ③板上液面落差小，气体压降低； ④塔板效率较高。 缺点：
①操作弹性小； ②筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。
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(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，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。
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。
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泡罩塔板的优缺点
优点： ①操作弹性适中； ②塔板不易堵塞。 缺点： ①生产能力及板效率较低； ②结构复杂、造价高。
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(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。
中
一般 0.4～ 0.5
精品课件
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3.1.2 板式塔的流体力学性能
一、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 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：
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。
(a)有降液管式塔板 (b)无降液管式塔板
精品课件
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❖板式塔的塔板基本结构
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1、降液管的受液区
2、进口安定区
3、鼓泡区
4、出口安定区（破沫区）
5、降液管的溢流区
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6、无效区
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精品课件
液体流动方向
① 气体通道 形式很多，如筛板、浮阀、泡罩等，对
塔板性能影响很大。
② 降液管（液体通道） 液体流通通道，多为弓形
第3章 蒸馏和吸收塔设备
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握板式塔的结构、塔板 的类型、板式塔的流体力学性能与操作特性；掌 握填料塔的结构、填料的类型、填料塔的流体力 学性能；了解填料塔的设计原则。
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塔设备的性能评价指标
• 通量 单位塔截面的生产能力
• 分离效率 对板式塔以板效率表示，对填料塔以等板高度
表示。 • 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。 • 其他：流动阻力小，结构简单、易于操作控制、 造价低。
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3.1 板式塔 3.1.1 板式塔的结构与塔板类型
板式塔为 逐级接触式的 气液传质设备， 它主要由圆柱 形壳体、塔板、 溢流堰以及降 液管和受液盘 等部件构成。
精品课件
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常见塔板的性能
比较
——————————————————————————
塔板类型
相对生
相对塔 操作 压力降
结构
成本
产能力
板效率 弹性
—————————————————————————
—
泡罩塔板
1.0
1.0
中
高
复杂
1.0
筛孔塔板
1.2～ 1.4
1.1
低
低
简单 0.4～ 0.5
浮阀塔板
1.2～ 1.3 1.1～ 1.2 大
③ 受液盘 塔板上接受液体的部层，保证 两相充分接触。
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2. 塔板的结构形式
(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80mm、100mm和150mm
三种尺寸，可根据塔径大小