气液传质设备板式塔.ppt

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1、装置大型化同等规模下，单套精馏装置比双套装置、投资减少24%能耗减少19%比三套装置投资减少55%能耗减少29%塔器大型化我国节能降耗、提高分离过程水平的战略决策年产1000万吨以上的炼油装置年产100万吨的乙烯装置常压塔直径>9m减压塔直径>13m塔器大型化存在的技术关键（1）液体分布问题填料塔的大型化塔径与填料直径比增大填料层的径向分散系数减小将初始不良分布转化为自然流分布更困难液体分布器液体初始分布影响因素：分离程度、理论技术、分布质量、填料形式及尺寸、液体流率、塔径、堵塞的可能性、加料状态及造价等等措施：通过流体力

2、学实验及现代计算流体力学技术优化设计高性能液体分布器（2）气体分布问题填料塔气流在填料床内自然可以达到均匀分布×措施：通过计算流体力学进行模拟计算、优化设计大型塔器对气体分布装置的要求（1）均布性能好（2）流动阻力小（3）占塔内空间小、高度低（4）能有效防止气液相互夹带（5）不易持液、结焦、堵塞等（6）结构简单，安装维修方便（3）液面梯度问题液面梯度大严重影响气体的均匀流动气液接触不充分塔板效率降低措施：通过气体的拖曳实现，利用计算流体力学技术对塔盘结构及浮阀的设计进行优化低液面梯度塔盘（4）大型内构件的变形问题塔内支撑的

3、结构设计对支撑梁的要求：矛盾足够的强度、刚度和抗变形要求附近气体横向和纵向的通透性、流体流动的均匀性工字钢、槽钢×通透支撑装置热变形问题材质不同和传热的影响塔壳体和内部构件变形不一致集油箱开裂和泄露措施：现代力学分析技术（5）长周期运转问题要求稳定运行时间长、可靠性高塔器的特点：不存在备用塔操作周期中不允许检修液体分布器或填料的堵塞原因：固体物质、易聚合物料、腐蚀等10．1板式塔PlateColumn一、概述：1813年已应用于工业生产目前用量最大、应用范围最广的气液传质设备1、板式塔的设计意图：功能：（1）塔板提供气液两相充

4、分接触的场所（接触面积），减小传质阻力（2）塔内整体为逆流流动，提供最大的传质推动力（3）提供足够大的气液两相通道，保证大通量、低压降、合适的操作弹性2、板式塔的特点：（1）空塔气速较高，则生产能力大（2）塔板效率稳定，操作弹性大（3）造价低、检修、清洗方便3、塔板的构造：以筛孔塔板为例（1）筛孔Sieve作用：提供气体上升的通道各类塔板的主要区别在于气体通道的差别（2）溢流堰weir：作用：使塔板上保持一定厚度的流动液层高：hw，长：lw（3）降液管Downcomer作用：液体从上层塔板流至下层塔板的通道降液管底部留有底隙ho

5、液封：ho

6、接触面积：不断更新的液膜表面表面积大板上清液层基本消失利于两相传热与传质使用最多前三种状态：液体：连续相气体：分散相4、喷射接触状态：气速进一步提高高速气体从孔中把板上液相分散高度湍动的液滴群泡沫状→喷射状；液相：连续相→分散相两相间传质面：液滴群表面由于液体横向流经塔板时将多次分散和凝聚，表面不断更新工业塔板上另一重要的气、液接触状态优点：生产能力大缺点：液沫夹带较小的则被气体带至上层塔板（较大的液滴受重力作用又落回板上）液沫夹带较多，若控制不好，会破坏传质过程5、乳化状态高压高液流量时高速液流剪切力下使气相形成小气泡均匀分布

7、在液体中形成均匀两相流体，即乳化态流体不利于两相的分离三、气体通过塔板的阻力损失（或总压降）DropinPressure1、板压降hf：上升气流通过塔板时需克服一定的阻力构成塔板的压降实为：塔板阻力板压降的三个组成：（1）板上充气液层的静压力hl（2）塔板本身的干板压降hd（即板上各部件所造成的局部阻力）（3）液体的表面张力：很小塔板压降增大对板式塔操作性能的影响优点：塔板上气液两相接触时间随之增长板效率增大完成同样的分离任务所需实际塔板数减少设备费用降低缺点：塔釜温度升高能耗增加，操作费用增大对热敏性物料的分离不利故塔板压降

8、在设计中应在保证塔板效率较高的前提下原则：力求减小数学表达式：可通过压差计测出2、干板压降hd：与气体通过孔板十分相似高度湍流的情况：C0为常数3、液层阻力hl：由三部分组成：克服板上泡沫层的静压★形成气液界面的能量消耗通过液层的摩擦阻力损失影响塔板总压降因素气