设备基础知识塔设备

操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持
板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之
中而形成液封。升气管的顶部应高于泡罩齿
缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体
通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的
气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两
相的传热和传质提供大量的界面。
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泡罩塔板的结构
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图4-51 板翅式换热器的板束
图4-52 板翅式换热器的翅片形式 (a)光直翅片 (b)锯齿精选p翅pt 片 (c)多孔翅片 19
板翅式换热器的优点： 结构紧密、轻巧、导热系数高，而且在零度以下
操作时，其延性和抗拉强度都很高，适用于低温和超 低温的场合，故操作范围广，可在-200℃至绝对零度 范围内使用。同时因翅片对隔板有支撑作用，板翅式 换热器允许操作压强也比较高，可达5MPa。铝合金 制造，故重量轻，在相同的传热面下，其重量约为列 管式的十分之一。由于翅片促进了流体的湍动并破坏 了热边界层的发展，故其传热系数较高。
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三、翅片式换热器
1、 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅
片与管表面的连接应紧密无间，否则连接处的接触 热阻很大，影响传热效果。常用的连接方法有热套 、镶钳、张力缠绕和焊接等方法。此外，翅片管也 可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等方法制造 。当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热 系数较小的一侧加翅片可以强化传热。
图4-45 浮头式换热器
1一管程隔板 2一壳精选程pp隔t 板 3一浮头
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3、U型管式换热器 特点：每根管子都弯成U型，进出口分别安装在 同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，每根管子 可以自由伸缩。 这种换热器结构比浮头式简单，重量轻，但管 程不易清洗，只适用于洁净而不易结垢的流体，如 高压气体的换热。
缺 点：
设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，故
所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板的
翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀，制
造成本较高。
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塔设备
板式塔为逐级接触式气液传质 设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、 溢流堰、降液管及受液盘等部件构 成，塔板主要有泡罩塔板，筛孔塔 板，浮阀塔，舌型塔板，斜孔塔板。
设备基础知识
换热器 塔设备
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换热器的类型
套管式
间壁式
列管式 板式
传热原理 混合式 翅片式
固定管板式 浮头式 U型管式
蓄热式
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一、套管式换热器
套管式换热器是由大小不同的直管制成 的同心套管，并由U型弯头连接而成。每一段 套管称为一程。
优点：构造较简单，能耐高压，传热面 积可根据需要增减，应用方便。
泡罩塔板的优点及缺点
泡罩塔板的优点是操作弹性较大， 塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价 高，板上液层厚，塔板压降大，生产能 力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛 板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中 已很少采用。
在列管式换热器中，若两流体的温差较大， 就可能由于热应力而引起设备变形，管子弯曲， 甚至破裂或从管板上松脱。因此，当两流体的温 差超过50℃时，就应采用热补偿的措施。
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1、固定管板式
特点：两端管板和壳体制成一体，具有结 构简单和成本低的优点。但是壳程清洗和检修 困难，要求壳程流体必须是洁净而不易结垢的 物料。
当两流体的温差较大时，应考虑热补偿。 但不宜应用两流体温差过大（应不大于70℃） 和壳程流体压强过高的场合。
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具有补偿圈的固定管板式换热器 1一挡板 2-补偿圈 3-放气嘴
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2、浮头式换热器 特点：有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴 向自由浮动。 这种结构不但完全消除了热应力的影响，且由于 固定端的管板以法兰与壳体连接，整个管束可以从壳 体中抽出，因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应 用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。
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(4)饱和蒸汽宜走壳程，因为饱和蒸汽比较清净， 对流传热系数与流速无关且冷凝液易排出； (5)被冷却的液体宜走壳程，便于散热； (6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器， 宜将对流传热系数大的流体通入壳程，可减少 热应力； (7)流量小而粘度大的液体一般宜走壳程，因在 壳程Re〉100即可达到湍流，但这不是绝对， 如流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并 采用多管程结构，反而能得到更多的对流传热 系数。
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塔设备的结构
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泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其
结构主要由升气管及泡罩构成。泡罩的下部
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。
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大 ，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适 用于流量不大，所需传热面积不多而要求压 强较高的场合。
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二、列管式换热器
优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结 构紧凑、传热效果好。能用多种材料制造，故适 用性较强，操作弹性较大，尤其在高温、高压和 大型装置中多采用列管式换热器。
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图4-49 翅片式换热器 (a) 翅片式换热器 (b)翅片管断面
图4-50 常见的翅片形式
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板翅式换热器
板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的 换热器，板翅式换热器的结构是在两块平行的薄金 属板之间，加入波纹状或其它形状的金属翅片，将 两侧面封死，即成为一个换热基本元件。将各基本 元件进行不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定， 即可制成并流、逆流或错流的板束（或称芯部）， 然后再将带由流体进出口的接管的集流箱焊在板束 上，即成为板翅式换热器，目前常用的翅片形式有 光直型翅片、锯齿型翅片和多孔型翅片三种 。
图4-44 U型管换热器
1一U型管 2一壳程精选隔ppt 板 3一管程隔板
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4、列管式换热器选用时应注意的问题
冷、热流体流动通道的选择
(1)不洁净和易结垢的液体宜走管程，因为管内清 洗方便； (2)腐蚀性的流体宜走管程，以免管束和壳体同时 受腐蚀；
(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体承受压力；