第07章气液传质设备

评价设备性能的指标
1、填料塔和板式塔的主要对比
板式塔
填料塔
压降
较大
小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填料较小
空塔气速
较大
小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填料较大
塔效率 持液量 液气比 安装检修 材质 造价
较稳定，效率较高 较大 适应范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低
传统填料低；新型乱堆及规整填料高 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新ห้องสมุดไป่ตู้填料投资较大
塔板类型
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。
1、泡罩塔板（ Bubble-cap Tray ）
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，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。
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气液传质设备概述
评价设备性能的指标
（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。
图7－1 填料塔示意图
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气液传质设备概述
气液传质设备的功能
图7－2 规整填料 塑料丝网波纹填料
图7－3 散装填料 塑料鲍尔环填料
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图7－9 泡罩塔板
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板式塔
塔板类型
液体横向通过塔板经溢流堰流入降液管，气体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。
优点：操作稳定，升气管使泡罩塔板低气速下也不致产生严重的漏 液现象，故弹性大。
液相
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。
气相
图7－8 逆流塔板 (穿流式塔板)：
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板式塔
缺点：结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低。 2、筛孔塔板（ Sieve Tray ） 筛孔塔板即筛板出现也较早（1830年），是结构最简单的一种板型。 但由于早期对其性能认识不足，为易漏液、操作弹性小、难以稳定操作 等问题所困，使用受到极大限制。
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板式塔
塔板类型
塔板是板式塔的基本构件，决定塔的性能。 溢流塔板 (错流式塔板)：
塔板间有专供液体溢流的降液管 (溢 流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿 过塔板的气体呈错流或并流流动。板上液 体的流径与液层的高度可通过适当安排降 液管的位置及堰的高度给予控制，从而可 获得较高的板效率，但降液管将占去塔板 的传质有效面积，影响塔的生产能力。
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气液传质设备概述
气液传质设备的功能
填料塔：
溶剂
在圆柱形壳体内装填一定高度的填料， 液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部 上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经 填料层后自塔底排出；气体则在压强差推动 下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一 端。气液在填料表面接触进行质、热交换， 气体 两相的组成沿塔高连续变化。
降液管
液
相
堰
气相
图7－7 溢流塔板 (错流式塔板)：
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板式塔
塔板类型
溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：泡罩塔板、 筛孔塔板、浮阀塔板、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
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气液传质设备概述
气液传质设备的功能
板式塔：
在圆柱形壳体内按一定间距水平设置 若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流 经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持 有一定厚度的流动液层；气体则在压强差 的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上 的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐 板接触进行质、热交换，故两相的组成沿 塔高呈阶跃式变化。
南京工业大学本科系列课程
过程工程原理
第七章 气液传质设备
主讲教师：程 明
电气工程与控制科学学院
教学内容
气液传质设备概述 板式塔 填料塔
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气液传质设备概述
气液传质设备的功能
1、气液传质设备的基本功能： 为获得最大的传质速率，气液传质设备应该满足两条基本原则。 （1）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。 2、气液传质设备分类： （1）连续（微分）接触式（填料塔）； （2）逐级接触式（板式塔）。
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气液传质设备概述
评价设备性能的指标
2、塔型选择 塔径在0.6～0.7米以上的塔，过去一般优先选用板式塔。 随着低压降高效率轻材质填料的开发，大塔也开始采用各种新型填 料作为传质构件，显示了明显的优越性。
塔型选择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；
溶剂
气体
图7－4 板式塔示意图
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气液传质设备的功能
图7－5 DJ 塔盘
图7－6 新型塔板、填料
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