化工原理第七章第一節(jié)講稿

化工原理第七章第一節(jié)講稿2023/4/27第1頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級(jí)接觸式微分接觸式板式塔填料塔2023/4/27第2頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、板式塔的構(gòu)造1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔降液管溢流堰（剖面圖）2023/4/27第3頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第4頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第5頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開(kāi)孔區(qū)俯視圖2023/4/27第6頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第7頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第8頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）塔板類(lèi)型a）泡罩塔板2023/4/27第9頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第10頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第11頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一b）篩孔塔板2023/4/27第12頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第13頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一c）浮閥塔板2023/4/27第14頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第15頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第16頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第17頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一d）舌型塔板

2023/4/27第18頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第19頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一e）斜孔塔板

2023/4/27第20頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3）塔板的比較

塔板性能比較

塔板類(lèi)型

相對(duì)生產(chǎn)能力

相

對(duì)板效率

操作范圍

壓強(qiáng)降

結(jié)構(gòu)成本

泡罩板

1.0

1.0

10～100

高

復(fù)雜

1.0

篩板

1.2～1.4

1.1

35～100

低

簡(jiǎn)單

0.4～0.5

浮閥板

1.2～1.3

1.1～1.2

10～100

中

一般

0.7～0.8

舌型塔板

1.3～1.5

01.1

50～100

低

最簡(jiǎn)單

0.5~0.6

斜孔板

1.5～1.8

1.1

30～100

低

簡(jiǎn)單

0.5

2023/4/27第21頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一各種塔板的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

適用范圍

塔板類(lèi)型

泡罩板

較成熟，操作范圍寬

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力大，生產(chǎn)能力低

某些要求彈性好的特殊塔

浮閥板

效率高，操作范圍寬

采用不銹鋼，浮閥易脫落

分離要求高,負(fù)荷變化大;原油常壓分餾塔

篩板

效率較高，成本低

安裝要求水平,易堵,操作范圍窄

分離要求高,塔板較多;化工中丙烯塔

舌型板

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)能力大

操作范圍窄，效率較低

分離要求較低的閃蒸塔

斜孔板

生產(chǎn)能力大,效率高

操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄

分離要求高，生產(chǎn)能力大

2023/4/27第22頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、板式塔的流體力學(xué)性質(zhì)1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)

兩相接觸面積為氣泡表面

1）鼓泡接觸狀態(tài)2023/4/27第23頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2023/4/27第24頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

2023/4/27第25頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、氣體通過(guò)塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時(shí)間↑板效率↑板數(shù)↓設(shè)備費(fèi)↓塔釜溫度↑能耗↑操作費(fèi)↑

保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作?？朔迳吓菽瓕拥撵o壓形成氣液界面的能量消耗通過(guò)液層的摩擦阻力損失2023/4/27第26頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進(jìn)、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴(yán)重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關(guān)。2023/4/27第27頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、板式塔的操作特性1、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時(shí)間↓板效率↓控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量達(dá)到10%的氣體速度?！迨剿僮鞯臍馑傧孪拊颍簹馑偬?、板面上液面落差引起的氣流分布不均勻安定區(qū)2023/4/27第28頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第29頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第30頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第31頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）液沫夾帶影響因素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減小現(xiàn)象：液滴隨氣體進(jìn)入上層塔板。后果：過(guò)量液沫夾帶，造成液相在板間的返混，板效率下降控制：液沫夾帶量eV＜0.1kg(液)/kg(氣)。2023/4/27第32頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第33頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第34頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過(guò)大影響因素：流量、塔板結(jié)構(gòu)板間距大液泛速度高2023/4/27第35頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第36頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第37頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第38頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、塔板的負(fù)荷性能圖V2023/4/27第39頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1

液泛線（線2）

液相負(fù)荷上限線（線3）

漏液線（氣體流量下限線，線4）

液相負(fù)荷下限線（線5）

1）負(fù)荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

2023/4/27第40頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第41頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/27第42頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）負(fù)荷性能圖的分析

VC操作點(diǎn)操作線操作極限2023/4/27第43頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點(diǎn)位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負(fù)荷上下限的因素也不同

物系一定時(shí)，負(fù)荷性能圖中各線的相對(duì)位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，

增加降液管截面積可使液相上限線右移，

減少塔板開(kāi)孔率可使漏液線下移。2023/4/27第44頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四、塔板效率1、塔板效率的表示法

1）總板效率ET(

全塔效率）達(dá)到指定分離效果所需理論板層數(shù)與實(shí)際板層數(shù)的比值。

簡(jiǎn)單地反映了整個(gè)塔內(nèi)的平均傳質(zhì)效果。2）單板效率EM(默弗里效率)

直接反映該層塔板的傳質(zhì)效果

2023/4/27第45頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分析：?jiǎn)伟逍实臄?shù)值有可能大于100%嗎？

3）點(diǎn)效率EO

試比較點(diǎn)效率與單板效率、全塔效率2023/4/27第46頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、塔