第九节:板式塔.ppt
《第九节:板式塔.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九节:板式塔.ppt(55页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、菏泽学院化工教研室菏泽学院化工教研室化工原理化工原理电子教案电子教案 2022/12/20板式塔结构板式塔结构吊柱吊柱除沫器除沫器进料管进料管人孔人孔壳体壳体气体进口气体进口裙座裙座气体出口气体出口回流管回流管塔板塔板出料管出料管2022/12/20一、塔板一、塔板的类型的类型1、塔板、塔板的功能的功能 为混合物的气、液两相提供多级、充分、有效的接触为混合物的气、液两相提供多级、充分、有效的接触与及时、完全分离的条件。与及时、完全分离的条件。9.9.19.9.1 塔板的类型塔板的类型 及性能评价及性能评价第九节第九节 板式塔板式塔 2、塔板的类型、塔板的类型 按汽液两相在塔板上的接触方式分按汽
2、液两相在塔板上的接触方式分错流式错流式逆流式(穿流式)逆流式(穿流式)按塔板的结构形式分按塔板的结构形式分泡罩塔板泡罩塔板筛孔塔板筛孔塔板浮阀塔板浮阀塔板喷射塔板喷射塔板2022/12/20液液相相降液管降液管堰堰气相气相错流式错流式液相液相气相气相逆流式逆流式2022/12/20错流式塔板错流式塔板全塔:逆流接触全塔:逆流接触塔板上:错流接触塔板上:错流接触 错错流流式式塔塔板板按按具具体体结构形式可分为:结构形式可分为:泡泡罩罩塔塔板板、筛筛孔孔塔塔板板、浮浮阀阀塔塔板板、网网孔孔塔板、舌形塔板等。塔板、舌形塔板等。进料进料回流液回流液塔顶气相塔顶气相塔底液相塔底液相2022/12/20几
3、种工业常用塔板几种工业常用塔板(1)泡罩塔板)泡罩塔板 主主要要元元件件是是升升气气管和泡罩管和泡罩 优优点点:操操作作稳稳定定,弹性大弹性大 缺缺点点:结结构构复复杂杂,塔塔板板压压降降大大,生产强度低。生产强度低。2022/12/202022/12/20(2)筛孔)筛孔塔塔板板 优优点点:结结构构简简单单,造造价价低低;气气体体压压降降小小,液液面面落落差差小小;生生产能力及板效率比泡罩塔高。产能力及板效率比泡罩塔高。缺点:缺点:操作弹性小,筛孔小时易堵塞。操作弹性小,筛孔小时易堵塞。筛筛孔孔塔塔板板出出现现较较早早(1830年年),是是结结构构最最简简单单的的一一种种板板型型。1950
4、年年后后逐逐渐渐成成为为应应用用最最广广的塔板类型之一。的塔板类型之一。2022/12/202022/12/20(3)浮阀塔板)浮阀塔板 国内应用最广泛的板型,主要元件是阀片。阀片三条腿国内应用最广泛的板型,主要元件是阀片。阀片三条腿底脚外翻底脚外翻 90,阀片周边有三块略向下弯的定距片。阀片可,阀片周边有三块略向下弯的定距片。阀片可随上升气量的变化随上升气量的变化而而自动调节开启自动调节开启度。度。2022/12/202022/12/20 优优点点:浮浮阀阀根根据据气气体体流流量量,自自动动调调节节开开度度,提提高高了了塔塔板板的的操作弹性、降低塔板的压降,同时具有较高塔板效率。操作弹性、降
5、低塔板的压降,同时具有较高塔板效率。缺缺点点:浮浮阀阀易易脱脱落落或或损损坏坏,且且不不宜宜处处理理易易结结焦焦或或黏黏度度大大的物系。的物系。(4)喷射型塔板)喷射型塔板 按按一一定定排排列列的的舌舌形形孔孔,舌舌片片张张角角约约2020左左右右为宜。为宜。5050气相气相2022/12/20 优优点点:气气液液并并流流避避免免了了返返混混和和液液面面落落差差,塔塔板板上上液液层层较较低低,塔塔板板压压降降较较小小;液液沫沫夹夹带带量量较较小小,故故可可达达较较高高的的生生产产能力。能力。缺缺点点:操操作作弹弹性性小小;液液体体在在板板上上的的停停留留时时间间太太短短、液液层层太薄,板效率降
6、低太薄,板效率降低。(5)浮舌塔板)浮舌塔板2022/12/20(6 6)斜孔塔板)斜孔塔板 优优 点点:气气液液高高度度湍湍动动,板板上上可可维维持持均均匀的低液面。匀的低液面。2022/12/20 提高传质速率是对塔设备性能的基本要求。为此,应提高传质速率是对塔设备性能的基本要求。为此,应保证分散相的良好分散、两相的适当湍动和最大可能地保证分散相的良好分散、两相的适当湍动和最大可能地接近逆流流动,以期获得大的传质面积、增大传质系数、接近逆流流动,以期获得大的传质面积、增大传质系数、提高传质推动力。塔板的性能受诸多因素的影响,其中提高传质推动力。塔板的性能受诸多因素的影响,其中包括塔板类型、
7、塔板的结构尺寸、被处理物料的性质、包括塔板类型、塔板的结构尺寸、被处理物料的性质、操作状况等。塔板的性能评价指标有以下几个方面:操作状况等。塔板的性能评价指标有以下几个方面:单位塔截面上气、液两相通量;单位塔截面上气、液两相通量;塔板效率;塔板效率;压力降;压力降;对生产负荷和物料的适应性(对生产负荷和物料的适应性(操作弹性操作弹性)、制造的、制造的难易和成本。难易和成本。二、塔板的性能评价二、塔板的性能评价 2022/12/20塔板类型塔板类型 相相对对生生产能力产能力 相对相对板效率板效率 操作操作弹性弹性 压强降压强降 结构结构成本成本 泡罩板泡罩板 1.0 1.0 中中 高高 复杂复杂
8、 1.0 筛板筛板 1.21.4 1.1 低低 低低 简单简单 0.40.5 浮阀板浮阀板 1.21.3 1.11.2 大大 中中 一般一般 0.70.8 舌型塔板舌型塔板 1.31.5 1.1 小小 低低 最简单最简单 0.50.6 斜孔板斜孔板 1.51.8 1.1 中中 低低 简单简单 0.5 常见塔板性能比较常见塔板性能比较2022/12/20分离要求较分离要求较低的闪蒸塔低的闪蒸塔 各种塔板的优点及适用范围各种塔板的优点及适用范围 优优 点点 缺缺 点点 适用范围适用范围 塔板类型塔板类型 泡罩板泡罩板 较成熟、操较成熟、操 作范围宽。作范围宽。结构复杂,阻力结构复杂,阻力大,生产能
9、力低。大,生产能力低。某些要求弹性某些要求弹性 好的特殊塔好的特殊塔 浮阀板浮阀板 效率高、操效率高、操 作范围宽。作范围宽。采用不锈钢、采用不锈钢、浮阀易脱落。浮阀易脱落。分离要求高分离要求高,负荷变负荷变化大化大;原油常压分馏塔。原油常压分馏塔。筛板筛板 效率较高、效率较高、成本低。成本低。安装要求水平安装要求水平,易堵易堵,操作范围窄。操作范围窄。分离要求高分离要求高,塔板塔板较多较多;如丙烯塔。如丙烯塔。舌型板舌型板 结构简单、结构简单、生产能力大。生产能力大。操作范围窄、操作范围窄、效率较低。效率较低。斜孔板斜孔板 生产能力生产能力大、效率高。大、效率高。操作范围比浮操作范围比浮阀塔
10、和泡罩塔窄阀塔和泡罩塔窄 分离要求高、分离要求高、生产能力大。生产能力大。2022/12/209.9.2 9.9.2 塔板的基本结构和结构参数塔板的基本结构和结构参数基本结构有整基本结构有整块式和分块式块式和分块式一、一、塔板的结构参数塔板的结构参数溢流溢流堰堰降液管降液管A Af f受液盘受液盘A Af f 鼓泡区鼓泡区A Aa a无效区无效区无效区无效区W WW WC CC C溢流堰前溢流堰前安定区安定区W Ws进口堰后进口堰后安定区安定区W Ws s 2022/12/20 鼓鼓泡泡区区(开开孔孔区区)有有效效传传质质区区。气气体体通通道道所所在在区区域,对塔板性能影响很大。面积:域,对塔
11、板性能影响很大。面积:A Aa a ,鼓泡区半径鼓泡区半径R R。溢流区溢流区降液管:降液管:A Af f 、受液盘:受液盘:A Af f,相等。,相等。安定区(破沫区)。安定区(破沫区)。:无效区(边缘区)。无效区(边缘区)。塔板结构参数的系列化标准塔板结构参数的系列化标准附录三。附录三。塔板结构参数还有板间距、塔截面积等。塔板结构参数还有板间距、塔截面积等。2022/12/202022/12/20二、溢流装置二、溢流装置由降液管、溢流堰和受液盘组成。由降液管、溢流堰和受液盘组成。降降液液管管作作用用:板板间间液液体体的的通通道道,也也是是分分离离溢溢流流时时所所夹夹带带气体的场所。气体的场
12、所。降液管降液管分类分类:弓形、圆形降液管(弓形、圆形降液管(D1mD1m)。)。1 1、降液管、降液管溢流方式溢流方式 U U形形流流、单单溢溢流流、双双溢溢流流和和阶阶梯梯式双溢流。式双溢流。2022/12/20溢流方式的选择:和液体负荷、塔径有关,见表溢流方式的选择:和液体负荷、塔径有关,见表9 94 4。(b)b)单流型单流型(c)(c)双流型双流型(d)(d)多流型多流型(e)(e)阶梯流型阶梯流型2022/12/202 2、溢流堰(出口堰)、溢流堰(出口堰)溢溢流流堰堰作作用用:维维持持塔塔板板上上一一定定液液层层,使使液液体体均均匀横向流过。匀横向流过。溢溢流流堰堰形形式式:平平
13、直直堰堰、三角形齿堰及栅栏堰。三角形齿堰及栅栏堰。平流堰平流堰三角形齿堰三角形齿堰栅栏堰栅栏堰2022/12/20WcWdWs lWRx3、溢流装置的结构参数、溢流装置的结构参数2022/12/202022/12/20三、塔高和塔径的计算三、塔高和塔径的计算 1:塔有效高度:塔有效高度计算计算塔体高度:塔体高度:有效高度有效高度+顶部高度顶部高度+底部高度底部高度+其它其它:塔体有效高度的计算塔体有效高度的计算ET:塔的总板效率,又称全塔效率。塔的总板效率,又称全塔效率。:塔板效率塔板效率a a :总板效率:总板效率2022/12/20 奥康内尔关联法奥康内尔关联法:将总板效率对液相粘度与相对
14、挥发度:将总板效率对液相粘度与相对挥发度的乘积进行关联。的乘积进行关联。与与 L取塔顶与塔底平均温度下的值。对多组分物系,取取塔顶与塔底平均温度下的值。对多组分物系,取关键组分的关键组分的 。液相的平均粘度液相的平均粘度 L 可按下式计算可按下式计算 总板效率的影响因素:总板效率的影响因素:物系性质:物系性质:;操作条件:操作条件:T、P、u、气液比等;、气液比等;塔板结构:塔板类型、塔径、板间距、堰高、开孔率等。塔板结构:塔板类型、塔径、板间距、堰高、开孔率等。2022/12/20 吸收塔关联图中横坐标吸收塔关联图中横坐标 HP/L:H 塔顶塔底平均温度塔顶塔底平均温度下溶质的亨利系数,下溶
15、质的亨利系数,kmol/(m3 kPa););P 操作压强,操作压强,kPa;全塔效率关联图全塔效率关联图吸收塔吸收塔老式板式塔老式板式塔ET2022/12/20b、塔的单板效率塔的单板效率 (默弗里默弗里板效率)板效率)气相或液相经过一层塔板前后的实际组成变化与经过该气相或液相经过一层塔板前后的实际组成变化与经过该层塔板的理论组成变化的比值。层塔板的理论组成变化的比值。气相单板效率气相单板效率E EMVMV液相单板效率液相单板效率 EMLc、点效率点效率 E0(塔板上各点的局部效率)(塔板上各点的局部效率)2022/12/20以气相为例以气相为例E EO O=E EM M。只有当板上各点只有
16、当板上各点液液相组成完全相同时,才有相组成完全相同时,才有2022/12/20 :板间距板间距 HT的确定的确定 HT的选取受诸多因素的影响,如塔高、塔径、物系性的选取受诸多因素的影响,如塔高、塔径、物系性质、分离效率、操作弹性及塔的安装检修等。设计时通常质、分离效率、操作弹性及塔的安装检修等。设计时通常根据塔径大小取经验值。根据塔径大小取经验值。塔板间距和塔径的经验关系塔板间距和塔径的经验关系2 2:塔径塔径D D计算计算原则:防止过量液沫夹带、液泛。原则:防止过量液沫夹带、液泛。步骤:步骤:先确定泛点气速先确定泛点气速 uf(m/s);然后选设计气速然后选设计气速 u;计算塔径计算塔径,并
17、圆整、校核。,并圆整、校核。2022/12/20:最大气速最大气速uf C:负荷因子,与负荷因子,与 HT、液体表面张力、液体表面张力和两相接触状况和两相接触状况有关。有关。对于液体表面张力对于液体表面张力=20mN/m的物系,其负荷因子可通的物系,其负荷因子可通过下页的过下页的史密斯关联图史密斯关联图查取。查取。若物系的液体表面张力若物系的液体表面张力为其他值,按下式校正其负荷为其他值,按下式校正其负荷因子因子2022/12/200.2HT=0.60.450.30.150.40.30.21.00.70.10.040.030.020.070.010.040.030.020.070.010.10
18、.090.060.05筛板塔泛点关联图筛板塔泛点关联图两相流动参数两相流动参数 FLV:(取体积流量)(取体积流量)2022/12/20:选取设计气速选取设计气速 u u选取泛点率:选取泛点率:u u/uf f;一般液体,一般液体,0.60.6-0.80.8;易起泡液体,易起泡液体,0.50.5-0.60.6设计气速设计气速 u=泛点率泛点率 uf :计算塔径计算塔径D D计算气体流通截面积计算气体流通截面积A,(液层上部的空间),(液层上部的空间)ADAf2022/12/20 常用的标准塔径为常用的标准塔径为 600、700、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000
19、、2200、4200.以上算出的塔径只是初估值,还要根据流体力学原则以上算出的塔径只是初估值,还要根据流体力学原则进行核算。进行核算。另外,由于进料热状况及操作条件的不同,两段塔径另外,由于进料热状况及操作条件的不同,两段塔径相差较大时,可设计成变径塔。若相差不大时,为使塔的相差较大时,可设计成变径塔。若相差不大时,为使塔的结构简化,宜取结构简化,宜取 相等的塔径,取二者中较大者。相等的塔径,取二者中较大者。2022/12/20四、板式四、板式塔塔的流体力学性能和操作特性的流体力学性能和操作特性 塔板上气液两相的接触状态塔板上气液两相的接触状态 研研究究发发现现,当当液液相相流流量量一一定定时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第九节 板式
限制150内