化工原理(第四版)谭天恩 第十一章 气液传质设备
[工程科技]化工原理气液传质设备
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板、网孔塔板、舌形塔板等。
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。 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
径10～25mm），避免堵塞，提高生产能力。
3.浮阀塔板（ Valve Tray）
兼有前两者的优点，应用最广（石油、化工）。 ① 结构：开大孔(φ39mm)，装有上下浮动的阀片 (三条腿，限高8.5mm)，周边冲出向下弯曲的定 距片（保持2.5mm开度，点接触）。可据气量大 小调节间隙，小气量时由定距缝隙通过。 ② 优点：生产能力大；弹性大；板效率高（水平 吹，接触时间长，夹带少）；压降及落差小； 造价较低。 ③ 缺点：不易处理结焦或粘度过大的体系。
④常用浮阀
☻ F1型简单，易于制造，应用普遍，定型产品。
分轻阀和重阀。轻阀塔板漏液稍严重，除真空 操作时选用外，一般均采用重阀。
☻ V-4 型 阀 孔 呈 文 丘 里 型 ， 腿 加 长 。 气 体 压 降
小。适用于减压系统。
☻ T型拱形阀片的调节范围有固定于塔板上的支
架（阀笼）限制。结构复杂适于颗粒或易聚合 的物料，
构；板间距。
☻ 气相流速的上限之一。
3.雾沫夹带（Entrainment)： 雾沫虽利于传质，但过量会造成返混，ET↓。
☻原因：气速>液滴沉降速度；弹溅。
☻限制：雾沫夹带量 V<0.1 kg(液)/kg(气)。 ☻影响因素：空塔气速；板间距。 ☻气相流速上限之二。 ☻气泡夹带：液体流速过大。
化工原理谭天恩简答重点
化工原理谭天恩简答重点均相物系:物系内部各处均匀且无相界面，包括溶液、气体混合物等。
非均相物系:物系内部有不同相界面且界面两侧的物料性质有差异。
包括:气固系统(空气中的尘埃); 液固系统(液体中的固体颗粒);气液系统(气体中的液滴);液液系统(乳浊液中的微滴)。
非均相物系分离的依据: 连续相与分散相具有不同的物理性质(如密度)。
非均相物系分离方法:机械分离方法——按两相运动方式的不同分为沉降和过滤。
非均相物系的分离目的:1、回收有用物质，如颗粒状催化剂的回收;2、净化气体，如除尘、废液、废气中有害物质的清除等。
沉降:在重力或离心力作用下，使悬浮在流体中的固体颗粒沿受力方向与流体发生相对运动，与流体分离的过程。
重力沉降:利用悬浮固体颗粒本身的重力完成分离的操作。
——分离较大的颗粒离心沉降:利用悬浮的固体颗粒的离心力作用而获得分离的操作。
——分离较小的颗粒沉降速度公式的应用条件:?球形颗粒;?自由沉降:颗粒沉降时彼此相距较远，颗粒间互不干扰;?忽略容器对颗粒的阻滞作用，前提: D/d,100;?颗粒不能太小，颗粒不因受流体分子运动的影响而使沉降速度变小。
离心沉降原理重力沉降速度一般很小，故设备体积庞大。
离心沉降速度大，可分离较小的微粒，且设备的体积可缩小。
离心沉降分离设备:旋流(旋风或旋液)分离器和沉降离心机。
前者的特征:设备静止、流体旋转;后者:机器带动流体一起旋转。
旋风分离器结构和工作原理:含尘气体高速切向进入分离器，在外筒与排气管间呈螺旋形旋转向下，到锥底后以相同的旋向折转向上至上部排气管流出。
夹带的颗粒在螺旋流中均受离心力作用向器壁方向抛出，在重力作用下沿壁面下落到排灰口。
评价旋风分离器性能的主要指标:分离性能和气体的压力降旋风分离器的特点:流量大、压头低。
(1) 气体的膨胀或压缩引起的不可逆机械能损失;(2) 气流旋转引起的动能损失;(3) 摩擦阻力损失以及各个部位的局部阻力损失等。
阻力系数主要由旋风分离器的结构决定。
福州大学化工原理教案气液传质设备
10 气液传质设备10.1 板式塔10.1.1 概述板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。
如图10-1所示，板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。
为有效地实现气液两相之间的传质，板式塔应具有以下两方面的功能：①在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力；②在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。
由吸收章可知，当气液两相进、出塔设备的浓度一定时，两相逆流接触时的平均传质推动力最大。
在板式塔内，各块塔板正是按两相逆流的原则组合起来的。
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。
10.1.2 筛板上的气液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。
如图片3-8所示，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）鼓泡接触状态当气速较低时，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）蜂窝状接触状态随着气速的增加，气泡的数量不断增加。
当气泡的形成速度大于气泡的浮升速度时，气泡在液层中累积。
气泡之间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡，板上为以气体为主的气液混合物。
《化工原理》教学大纲
化工原理》教学大纲一、课程目标1．课程性质《化工原理》是化学工程与工艺类及相近专业的一门主干课，是学生在具备了必要的《高等数学》、《线性代数》、《物理》、《机械制图》、《算法语言》、《物理化学》等基础知识之后必修的技术基础课，也是学生学习《化工原理实验》、《化工原理课程设计》、《化工传递过程》、《化工分离工程》、《化工系统工程》等课程的先修课程。
《化工原理》是研究和探讨化工生产中大规模改变物质物理性质的工程技术学科，它以化工生产中的物理加工过程为背景，研究物理加工过程的基本规律，应用这些规律解决化工生产中的实际问题，并将这些规律按其操作原理的共性归纳成若干单元操作。
《化工原理》是化学工程这一学科中最早形成、基础性最强、应用面最广的学科分支。
2．教学方法以课堂讲授为主，讨论、自学、设备实物或模型现场教学、计算机辅助教学为辅。
3．课程学习目标与基本要求（1）单元操作的理论基础是流体力学（动量传递）、热量传递和质量传递理论。
通过课程教学，应使学生掌握流体力学、热量传递和质量传递的基本理论知识；掌握主要单元操作的基本原理、工艺计算和典型设备结构与设计；掌握本课程的主要研究方法，如数学模型方法和实验研究方法。
（2）通过课程教学，培养学生具备根据各单元操作在技术上和经济上的特点，进行“单元过程和设备”选择的能力、过程的计算和设备设计的能力；具备进行单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力；具备单元过程在操作中发生故障时如何寻找故障的原因并加以解决的能力；具备应用计算机进行单元操作辅助计算的能力；具备通过自学获取新知识的能力等。
（3）通过课程教学，应着重培养学生具备以下两方面的良好素质。
一是针对现有生产过程单元操作中存在的问题，能够善于运用所学的基本理论和知识动脑分析、动手解决；二是针对现有单元操作中技术上不合理的地方，能够发现并提出改进措施，达到节能、降耗、提高效率的目的。
4．课程总学时：化学工程与工艺及制药类专业110学时，其中化工原理（一）A55学时，化工原理（一）B55学时。
化工原理-第10章 气液传质设备 (1)
Ea 考虑了液沫夹带的影响即 eV 。一般据修正平衡线的概念，实验经常考（设各板 EmV 均相等为 0.6，
全回流求实际塔板数）。 （4）全塔效率（设计时最常用）
ET
=
NT N
式中 NT ——理论板数；
N ——实际板数。
P164 精馏与吸收 ET 关联图，已出现许多关联式
10.1.6 提高板效率的措施
10.1.2 筛板上的气液接触状态
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。如图片 3-8 所示，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 当气速较低时，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）蜂窝状接触状态 随着气速的增加，气泡的数量不断增加。当气泡的形成速度大于气泡的浮升速度时，气泡在液层中累 积。气泡之间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡，板上为以气体为主的气液混合物。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。 （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，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。 （4）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，形成液沫夹带。此时塔板上的气体为连续相，液体为 分散相，两相传质的面积是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分散，这种液滴的反复形成和聚集， 使传质面积大大增加，而且表面不断更新，有利于传质与传热进行，也是一种较好的接触状态。 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。
化工原理讲稿(下册)-应化第十二章气液传质设备
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
②十字架型浮阀
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
③HTV(Half Tube Valve)型浮阀
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
3.筛孔塔板（ Sieve Tray ）
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
1.泡罩塔板（ Bubble-cap Tray）
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
气相鼓泡元件：泡罩（泡帽）
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
优点：操作弹性 大，操作稳定，不易 堵塞。 缺点：生产能力
小、结构复杂，造价
BVT浮阀
在ＨＴＶ船形浮阀塔板的基础上,石油大学又开 发出一种对液体有导向作用、低压降的ＢＶＴ 塔板,如图所示。ＢＶＴ(Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ ＶａｌｖｅＴｒａｙ)浮阀将ＨTＶ浮阀等半径 的半圆管形改为前端小、后端大的半锥形结构, 并在大端开有舌形导向孔。舌孔和阀孔中吹出 的气体对液体具有双重的向前推动力,在相当程 度上减小了液面梯度,减少板面上的积液,不同 程度上消除了液体滞留区,从而提高了传质效率, 塔板压降也相应减小。
F = u V
动能因数是衡量气体流动时动压大小的指标。 阀孔动能因数F0的计算公式：
F0 = u0 V
对F1型重阀，F0＝8～11时阀全开。
第二节 板式塔 Plate (tray) tower
(2)气体通过板上液层压降hl： 对F1型重阀：
2
Ls 3 3600 hl = 0.4hw 2.35 10 l w
第一节 概 述（Introduction）
10.化工原理 气液传质设备 题目(答案)
气液传质设备-概念题（题目）[一]单选择题层次：A(1) x10a05919指出下列那些属于筛板精馏塔的设计参数:A) ｔ／ｄ(孔间距/孔径) B) ｎ(孔数)C) ｈ(板上清液层高度) D) Ａ(降液管面积)E) Ｕ(孔速)(2) x10a05921在平直溢流堰ｈw与底隙高度ｈo的选择中那种正确?A) ｈw＞ｈo B) ｈo＞ｈw C) ｈo＝ｈwD) ｈl－ｈw不小于 6mm E) ｈo一般不小于20-25mm层次：B(3) x10b02022下列情况中，________不是诱发降液管液泛的原因。
（1）液、气负荷过大（2）过量雾沫夹带（3）塔板间距过小（4）过量漏液。
(4) x10b02100、R、D和W一定，并保持实际操作气速不变，而q值减小，则_______。
在精馏塔设计计算中，当F、xF（1）精馏段塔径不变，提馏段塔径减小；（2）精馏段塔径增大，提馏段塔径不变；（3）精馏段塔径减小，提馏段塔径增大；（4）精馏段塔径减小，提馏段塔径减小。
(5) x10b02101浮阀塔与泡罩塔比较，其最主要的改进是________。
(1)简化塔板结构(2)形成可变气道，拓宽高效操作区域；(3)提高塔板效率(4)增大气液负荷(6) x10b02102气、液传质塔设备中，泛点气速应随液相量的增加而________。
（1）下降（2）不变（3）增加（4）不确定[二]填空题层次：A(1) t10a01031塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有____________________ 。
(2) t10a01032板式塔的类型有________________、________________和________________等（至少列举三种）。
(3) t10a01046对填料塔中的填料，要求其比表面积要大，理由是____________________________________________________。
化工原理 第十一章 气液传质设备.doc
第十一章气液传质设备蒸馏和吸收操作是基于不同原理的分离过程，但是，从气液传质的角度来看，蒸馏和吸收又有着共同的特点，例如，均要求气液两相应充分接触，且接触后的两相又能及时分离，以迅速有效地实现两相间的传质过程。
为此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。
塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，广泛地应用于化工、石油化工，石油等工业中。
其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。
虽然这两类塔既适用于蒸馏操作也适用于吸收操作，但是，在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量小时多采用填料塔。
当然也有例外。
对于一个具体的工艺过程，选用何种塔型为宜，尚需根据两类塔型各自的特点和工艺本身的要求而定。
本章重点介绍板式塔的塔板类型，操作特点和设计方法，同时也介绍各种类型填料及填料塔的流体力学特性和计算。
第一节板式塔板式塔为逐级接触式的气液传质设备。
以筛板塔为例，其结构简图如图11-1所示。
图11-1 板式塔结构在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管（参见图11-2塔板结构）。
操作时，液体靠重力作用由上层塔板经降液管流至下层塔板，并横向流过塔板至另一降液管，如是逐板下流，最后由塔底流出，降液管的上端高出塔板一定高度，构成能使板面上维持一定厚度的流动液层的溢流堰，称为出口堰。
气体从塔底送到最下层板的下面，靠压强差推动，逐板由下向上穿过筛孔及板上液层而流向塔顶，气体通过每层板上液层时，形成气泡与液沫，泡沫层为两相接触提供足够大的相际接触面，有利于相间传质。
气液两相在板式塔内进行遂板接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
上述操作方式中，气、液两相在每层板上成错流流动，但对整个塔来说，则基本上成逆流流动。
板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便，为工业上所广泛采用。
图11-2 塔板结构11-1塔板类型板式塔类型的不同，在于其中的塔板结构不同，现将几种重要类型的板式塔分述如下。
化工原理第11章气液传质设备
液相 气相
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。
2020/7/19
泡罩塔板（ Bubble-cap Tray ）
泡罩塔板（ Bubble-cap Tray ） 泡罩塔板是最早（1813年）在 工业上应用的一种塔板，其主要 元件由升气管和泡罩构成，泡罩 安装在升气管顶部，泡罩底缘开 有若干齿缝浸入在板上液层中， 升气管顶部应高于泡罩齿缝的上 沿，以防止液体从中漏下。
JCV浮阀
普通型JCV浮阀
（改进型双流喷射浮阀）
2020/7/19
与塔板固定方法
JCV浮阀J塔C板V浮（阀双塔流板喷（射双浮流阀喷塔射板浮Je阀t 塔Co板-fJloewt CVoa-lfvloewTraVya）lve Tray）
低负荷下阀片工作状态 中负荷下阀片工作状态
JCV浮阀阀片
高负荷下阀片工作状态
操作时，液体横向通过塔板经溢流堰流入降液管。气体则沿升气 管上升折流经泡罩齿缝分散进入液层，形成两相混合的鼓泡区。 由于有升气管，泡罩塔板即使在低气速下操作，也不致产生严重 的漏液现象。 泡罩塔板操作稳定，弹性大，在工业生产中曾是一种广为应用的 板型。其缺点是结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低， 近几十年逐渐被筛孔塔板、浮阀塔板等所取代。
选择塔型或进行塔设备评价，主要需考虑以下几个方面的 基本性能指标：
（1）生产能力 即为单位时间单位塔截面上的处理量； （2）分离效率 对板式塔指每层塔板的分离程度；对填料塔指单位
高度填料层所达到的分离程度； （3）操作弹性 指在负荷波动时维持操作稳定且保持较高分离效率
的能力，通常以最大气速负荷与最小气速负荷之比表示； （4）压强降 指气相通过每层塔板或单位高度填料的压强降； （5）结构繁简及制造成本。 实际应用中，上述各项指标的重要性和优选顺序因其具体情况的差
化工原理 第10章
3
3
（6）气液两相流动的交互影响和载点
载点：气液两相流动的交互影响开始变
得比较显著的点。
（7）填料塔的液泛
泛点:开始出现液泛现象的点。 自载点以后，气液两相交互作用强烈。 气量增加，液膜将增厚，实际气速将进一步 增加；在泛点之前，每一个气量对应一个膜 厚，此时，液膜可能很厚，但气体仍保持为 连续相。 当气速增大至泛点时，出现了恶性的循 环，塔内滞液量将迅速增加，最后，液相转 为连续相，而气体转而成为分散相，传质效 果极差 。
EOG
y y n 1 * y n y n 1
(2)默弗里板效率 ——包括点效率和板上非理 想流动的影响。
E mv
y n y n 1 * y n y n 1
(3)湿板效率——包括默弗里板效率和板 间的非理想流动的影响。
Yn Yn1 Ea * y Yn1
筛孔塔板 优点：结构简单，造价低廉。设计优良的筛板 压降、效率和生产能力等大体与浮阀塔 板相当。 缺点：设计要求高，否则操作弹性小，难以操 作。
舌形塔板 优点：高生产能力，液沫夹带小。板上液层厚 度和板压降低。 缺点：当气速较大时，板上液层太薄，会使效 率显著降低。当气速很低时，易漏液。
10.2 填料塔
（7）填料塔对易起泡物系，填料塔更适合， 因填料对泡沫有限制和破碎的作用。 （8）对于腐蚀性物系，填料塔更适合，因可 采用瓷质填料。 （9）填料塔适合真空操作。 （10）对热敏性物系宜采用填料塔，因为填料 塔内的滞液量比板式塔少，物料在塔内的停留 时间短。 （11）填料塔的压降比板式塔小，因而对真空 操作更为适宜。
筛孔塔板的构造 －演示
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气液接触状态－演示
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空间上的反向流动 －演示
气液传质设备培训教材
产生原因：
液体在塔板上横向流动时要克服
化工原理
流动阻力
（板面上的摩擦阻力、障碍物上的形体阻 力和气流造成的阻力）
液面落差 气流的不均匀分布 有溢流塔板
严重 漏液 板效率下降 与塔板结构、塔径、流量有关。 直径较大的塔，可采用双溢流和阶梯溢流减小液面落差
化工原理
§11.1 板式塔
18
§11.1 板式塔
平顶型 溢流堰
受液区
降液管
化工原理
开孔区
有溢流塔板
§11.1 板式塔
5
总体上气液呈逆流流动； 每块塔板上呈均匀错流。
化工原理
塔板的作用：气液两相传质，传热的场所。
§11.1 板式塔
6
（一）泡罩塔
在工业上最早（1813年）应用的一种塔板， 其主要元件由升气管和泡罩构成
化工原理
操作示意图
§11.1 板式塔
12
二、板式塔的水力学性能
（一）塔板上气液两相的接触状态
化工原理
鼓泡状态、蜂窝状态、泡沫状态、喷射状态
§11.1 板式塔
13
1. 鼓泡接触状态
液体——连续相 气体——分散相
两相接触面积： 气泡表面
化工原理
§11.1 板式塔
14
2. 泡沫接触状态
液体——连续相 气体——分散相
两相接触面积：不断更新的液膜表面
11
三种塔板的比较:
1. 生产能力： 筛板 >浮阀 >泡罩；
化工原理
2. 压降： 泡罩 >浮阀 >筛板； 3. 操作弹性： 浮阀 >泡罩 >筛板； 4. 造价： 泡罩 >浮阀 >筛板；
5. 板效率： 浮阀、筛板相当 >泡罩。
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《化工原理》电子教案/第十一章
长期以来，人 们围绕高效率、大 通量、宽弹性、低 压降的宗旨，开发 了不少于80种的各 种类型塔板。
二、板式塔类型
泡 罩 型 筛 孔 型 浮 阀 型 喷 射 型 ： 其 它 型 ：
特点：结构简单、造价低、压降小、生产能 力大、操作弹性可达2~3。
动阻力（摩擦阻力、形体阻力）。
6、 板上液体的返混 ----减少返混对传质是有利的
有溢流塔板
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《化工原理》电子教案/第十一章
四、塔板的流体力学性能
6、 气体通过塔板的压降 -----单板压降
单板压降不要过大或过小。 一般，常压塔：单板压降40~65mmH2O 减压塔：单板压降10~35mmH2O 产生的原因：
进入90年代以来，人们又开始寻求板式塔的新突破 。欧美各国，尤其是美国的各大塔器生产商，研制、开 发出大批新型塔板。这些新型塔板既克服了以前的一些 缺点，同时又保留了以往普通塔板的优点，以更好适应 现在对于大直径蒸馏设备大通量、高效率的要求。
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《化工原理》电子教案/第十一章
二、板式塔类型
泡 罩 型 筛 孔 型 浮 阀 型 斜孔塔板 舌形塔板 喷 射 型 ： 喷射型塔板有一个共同的特点是在喷射条件下，液体 被气体撕裂，气体为连续相、液体为分散相。这种型式的 塔板气相负荷高，塔板上液层薄而压降低。 其 它 型 ： 在生产上应用较为广泛的有舌形塔板、浮动舌形塔板、
其 它 型 ： 气、液错流流动塔板
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《化工原理》电子教案/第十一章
二、板式塔类型
泡 罩 型 浙江工业大学 在八十年代末开发。 它属于MD塔板的 筛 改进型。它使在塔 孔型 板下的降液管两侧 覆合一薄层规整填 料，减小塔板的雾 阀型 浮 沫夹带。 喷 射 型 ： 其 它 型 ： 气、液错流流动塔板
若流体力学性能不好，则调整相应结构参数 30/59
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《化工原理》电子教案/第十一章
三、气液两相在塔内的良好接触状态
鼓泡接触状态 气液接触方式有三种： 泡沫接触状态 喷雾接触状态
这两种气液接触方式才能使气液两相在设 备中要有良好的接触：
接触充分，接触面要大，相界面不断更新
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《化工原理》电子教案/第十一章
四、塔板的流体力学性能
hp 干板压降 液层压降 hc hl（加和模型）有溢流塔板
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。
7．液体在降液管内的停留时间
----停留时间不要太短，否则会导致气泡夹带。 3~5s
网孔塔板、斜孔塔板等。
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《化工原理》电子教案/第十一章
二、板式塔类型
泡 罩 型 筛 孔 型 气、液逆流流动 浮 阀 型 喷 射 型 ： 其 它 型 ： 气、液错流流动塔板
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《化工原理》电子教案/第十一章
二、板式塔类型
在1992年国际精馏与吸收会议 上，Bruyn等人介绍了他们研究的 一种适用于高压、高通量的Nye塔 泡 罩 型 板。 到1995年至少已有150座Nye塔 板用于工业化。 特点：①将降液管的底部提高， 筛孔型 在其下方也设置浮阀或筛孔；②在 降液管底部的垂直面上，气体水平 吹入液层，从降液管流出的清液很 浮阀型 快“活化”为泡沫，有利于气液传 质，同时也有利于减小塔板上的液 面落差；③降液管出口面积小于进 喷 射 型 ：压降， 提高了生产能力。
其 它 型 ： 气、液错流流动塔板
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二、板式塔类型
MD塔板（Multi－Downcomer Sieve Trays）是美国Union 泡 罩 型 Carbide 公司研制的多降液管筛板 塔。 它是采用多个悬挂式降液管， 筛 孔 型 主要有以下优点：①由于降液管悬 空，使得降液管下方也能设置筛孔 或浮阀，提高了开孔率，同时也降 低了压降；②液流流程短，不存在 浮 阀 型 塔板上液层高度不均的问题，雾沫 夹带大大减少；②出口堰总长远远 大于一般塔板，可以允许很高的液 喷 射 型 ： 流负荷。
一般工业中 使用的筛板孔径 是3-8mm，近年 来采用大孔径 (l0-25mm)的筛 板。
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二、板式塔类型
泡 罩 型 筛 孔 型 特点：结构上较泡罩简单，比筛板复杂， 浮 阀 型 操作弹性大、生产能力大。 喷 射 型 ： 其 它 型 ：
操作点2
液相下限线
正常操作区
操作点3
漏液线 O
塔板的负荷性能图
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VL
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七、塔板设计要点
设计内容： 板型：筛板、浮阀等 板上液流型式：单流、双流等 板间距HT 塔径D
受液盘
安定区
单流型
板上结构：开孔区、受液区、安定区、溢流装置结构设计
设计方法：
根据经验选定一些结构参数设计其他参数校核各项流体力学性能画负荷性能图
（3）严重时造成液泛。 产生的原因： 气体输送夹带（小液滴） 飞溅夹带（大液滴）
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22/59 有溢流塔板
四、塔板的流体力学性能
----不允许，是塔的不良操作现象之一。 3. 液泛（淹塔） 不良后果： 塔压力降急剧增大、板效急剧减小
产生的原因：
降液管被液体充满：
(1)气体流量过大，产生了过量的液沫夹带；
受液盘
U 流型
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二、板式塔类型
有溢流塔板又分为：
1813年Cellier首次发明 泡 罩 型 优点：弹性大、操作稳定可靠。 缺点：结构复杂，制造成本高，压降大，液泛气速 筛 孔 型 低，故生产能力较小。 目前已淘汰！ 浮 阀 型 气体 喷 射 型 ： 其 它 型 ：
1953年开发 出来，其中以 美国Glitstch公 司推出的F1型 浮阀应用最为 广泛
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各种浮阀： F1型、V型、T型、A型
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二、板式塔类型
在近40年里，塔板是按泡罩、筛孔和浮阀这三种基 本塔类而发展的，一些新开发的塔板，多数也是这三种 塔板的改进型。
目录
第十一章 气液传质设备
第一节 板式塔
一、结构及特点 二、板式塔类型 三、气液两相在塔内的良好接触状态 四、塔板的流体力学性能 五、塔径和塔高的估算 六、塔板负荷性能图 七、塔板设计要点
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目录
第二节 填料塔
一、填料塔结构及填料 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的附属结构 四、高效规整填料塔与板式塔的比较
(2)液体负荷过大，降液管的截面积不够。
有溢流塔板
4、气泡夹带 ------越小越好
不良后果： 降低板效 产生的原因： 降液管中液体停留时间过短
有溢流塔板
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四、塔板的流体力学性能
5、塔板上的液面落差 ------液面落差越小越好
不良后果： 液面落差会导致气流分布不均 产生的原因： 液体在塔板上横向流动时要克服流
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第一节 板式塔
一、结构及特点
平顶型 溢流堰 受液区
单流型
有溢流塔板
降液管
单降液管 多降液管
降液管 溢流装置 平顶堰 溢流堰 齿形堰
开孔区
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一、结构及特点
单流型 液流形式多流型 U型流
双流型塔板
第十一章 小结
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第十一章 气液传质设备
塔 器 直 径 可 达 20m （美国诺尔顿公司金属 环矩鞍填料吸收塔）
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第十一章 气液传质设备
在炼油、石油化工、 精细化工、食品、医药 和环保等部门，塔器投 资占总投资的 20 ％左右。
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VG
过量液沫夹带线
液相下限线----根据how＝ 6mm作出的，与气量无关。
液泛线
液相上限线----根据how＝ 100mm作出的，与气量无关。 漏液线----根据经验式绘出。 过量液沫夹带线----根据 ev=0.1绘出。
液相下限线
正常操作区
液相上限线
液泛线----根据降液管中 液层高度等于板间距一 半绘出。
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第十一章 气液传质设备
板式塔 ----板式塔出现迄今已有近200年的历史了。 其流体力学和传质模型比较成熟，数据可靠 ，因而在20世纪70年代以前的很长一段时期 里，塔板的开发一直处于领先地位。 塔设备 填料塔 ---迄今已有近100年的历史。但是，随着70 年代开始出现世界性能源危机开始，填料塔 取得了长足的进展，改变了以板式塔为主的 局面，有人认为有取代板式塔的可能。
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五、塔径和塔高的估算
D 4VG u
u (0.6 ~ 0.8)uF
----泛点气速， 由经验式计算 或 图 11-8 查 取 。
塔高Z N e H T
---- 板 间 距 ， 根据经验取值
板间距 HT 与塔径 D 之间的关系如表 1 所示：
表 1 板间距 HT 的参考数值 塔径 D(m) 板 间 距 HT(mm) 0.3～0.6 200～350 0.6～1.0 250～400 1.0～2.0 250～600 2.0～4.0 300～600