化工原理化工板式塔第七章第一節(jié)講稿

化工原理化工板式塔第七章第一節(jié)講稿2023/7/31第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月氣液傳質(zhì)設備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔2023/7/31第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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）2023/7/31第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖2023/7/31第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2）塔板類型a）泡罩塔板2023/7/31第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月b）篩孔塔板2023/7/31第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月c）浮閥塔板2023/7/31第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月d）舌型塔板

2023/7/31第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月e）斜孔塔板

2023/7/31第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3）塔板的比較

塔板性能比較

塔板類型

相對生產(chǎn)能力

相

對板效率

操作范圍

壓強降

結(jié)構(gòu)成本

泡罩板

1.0

1.0

10～100

高

復雜

1.0

篩板

1.2～1.4

1.1

35～100

低

簡單

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

最簡單

0.5~0.6

斜孔板

1.5～1.8

1.1

30～100

低

簡單

0.5

2023/7/31第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月各種塔板的優(yōu)點及適用范圍

優(yōu)點

缺點

適用范圍

塔板類型

泡罩板

較成熟，操作范圍寬

結(jié)構(gòu)復雜，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

2023/7/31第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、板式塔的流體力學性質(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)2023/7/31第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2023/7/31第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

2023/7/31第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時間↑板效率↑板數(shù)↓設備費↓塔釜溫度↑能耗↑操作費↑

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液層的摩擦阻力損失2023/7/31第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關。2023/7/31第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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)2023/7/31第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月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：液滴隨氣體進入上層塔板。后果：過量液沫夾帶，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)。2023/7/31第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素：流量、塔板結(jié)構(gòu)板間距大液泛速度高2023/7/31第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、塔板的負荷性能圖V2023/7/31第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1

液泛線（線2）

液相負荷上限線（線3）

漏液線（氣體流量下限線，線4）

液相負荷下限線（線5）

1）負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)。

2023/7/31第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/31第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2）負荷性能圖的分析

VC操作點操作線操作極限2023/7/31第43頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點位于操作區(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，控制負荷上下限的因素也不同

物系一定時，負荷性能圖中各線的相對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，

減少塔板開孔率可使漏液線下移。2023/7/31第44頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、塔板效率1、塔板效率的表示法

1）總板效率ET(

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

簡單地反映了整個塔內(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

2023/7/31第45頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月分析：單板效率的數(shù)值有可能大于100%嗎？

3）點效率EO

試比較點效率與單板效率、全塔效率2023/7/31第46頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、塔板效率的