[工学]化工原理-夏清版配套课件29-30学时

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1、3.1板式塔3.1.1板式塔的结构与塔板类型3.1.2板式塔的流体力学性能3.1.3板式塔的操作特性第3章蒸馏和吸收塔设备1二、塔板负荷性能图对一定分离物系，当设计选定塔板类型后，其操作状况和分离效果便只与气液负荷有关。要维持塔板正常操作和塔板效率的基本稳定，必须将塔内的气液负荷限制在一定的范围内，该范围即为塔板的负荷性能。塔板的负荷性能用负荷性能图表示1.塔板负荷性能图的构造2塔板负荷性能图液相负荷上限线漏液线雾沫夹带线液相负荷下限线液泛线操作点操作线3(1)漏液线漏液线——气相负荷下限线。漏液量≤10％液流量2.塔板负荷性能图的绘制原则漏液气速umin(2)雾

2、沫夹带线雾沫夹带线——气相负荷上限线。雾沫夹带量≤0.1kg（液）/kg（气）夹带气速umax二、塔板负荷性能图4(3)液相负荷下限线液流量过低，板上液层不均匀，气体停留时间短，传质效率低。最小液流量Lmin(4)液相负荷上限线液流量过高，液体通过降液管内的停留时间较短，气泡来不及与液体分离——气泡夹带。堰上液层高度≥0.006m最大液流量Lmax液体在降液管停留时间≥5s二、塔板负荷性能图5(5)液泛线为防止液泛，降液管内的液层高度应不超过某一数值。液泛气速uF降液管内液层高度安全系数塔板间距溢流堰高度二、塔板负荷性能图6①适宜操作区；②操作点；③操作线；④操作

3、控制；⑤操作弹性；⑥操作线的调节。3.板式塔的操作分析二、塔板负荷性能图73.1板式塔3.1.1板式塔的结构与塔板类型3.1.2板式塔的流体力学性能3.1.3板式塔的操作特性3.2填料塔3.2.1填料塔的结构与特点3.1.4板式塔的工艺设计(选读)第3章蒸馏和吸收塔设备8一、填料塔的结构填料塔为连续接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、液体分布器、填料支承板、塔填料、填料压板及液体再分布装置等部件构成。1-塔壳体2-液体分布器3-填料压板4-填料5-液体再分布6-填料支承板填料塔结构示意图填料塔液相连续相气相分散相9与板式塔相比，填料塔具有以下特点：①生产能力大

4、；⑦侧线进料和出料较难。二、填料塔的特点③压力降小，持液量小；④操作弹性大；②分离效率高；⑤造价较高；⑥易堵塞；103.2填料塔3.2.1填料塔的结构与特点3.2.2填料的类型与性能评价第3章蒸馏和吸收塔设备11一、填料的类型(1)环形填料拉西环勒辛环十字隔板环螺旋环鲍尔环阶梯环扁环改变通量，改善气液流动状况增加填料比表面积1.散装填料12拉西环鲍尔环一、填料的类型13阶梯环扁环一、填料的类型14(2)鞍形填料与环鞍形填料弧鞍填料改进矩鞍填料矩鞍填料与环形填料相结合环矩鞍填料一、填料的类型15弧鞍填料矩鞍填料一、填料的类型16金属环矩鞍填料一、填料的类型17(3)

5、球形填料与花环填料1)球形填料①多面球填料；①花环填料；通常用塑料注塑而成②TRI球形填料。②共轭环填料；③海尔环填料；④纳特环填料。2)花环填料一、填料的类型18多面球形填料TRI球形填料一、填料的类型19花环填料海尔环填料一、填料的类型20共轭环填料纳特环填料一、填料的类型21(1)格栅填料格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等。格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。2.规整填料一、填料的类型22木格栅填料格里

6、奇格栅填料一、填料的类型23(2)波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类。一、填料的类型24金属孔板波纹填料金属丝网波纹填料一、填料的类型25陶瓷板波纹填料塑料板波纹填料一、填料的类型26二、填料的性能及其评价(1)比表面积单位体积填料层的表面积称为比表面积，以表示，其单位为m2/m3。～～传质面积传质效率～～流动阻力生产能力分析1.填料的几何特性2

7、7(2)空隙率单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以表示，其单位为m3/m3，或以%表示。～～流动阻力塔压降～生产能力～～传质效率流动阻力分析二、填料的性能及其评价28(3)填料因子填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填料因子，以表示，其单位为1/m。～分析传质效率流动阻力生产能力干填料因子二、填料的性能及其评价29在操作状态下湿填料因子压降填料因子P泛点填料因子F～～L湿填料因子P△p操作气速uF△pF泛点气速uF二、填料的性能及其评价302.填料的性能评价填料的性能评价指标：①生产能力大；②传质效率高；③填料层压降低；④操作弹性大；⑤

8、造价低。二