塔设备培训教材.ppt

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1、第十章塔设备第一节概述第二节板式塔第三节填料塔第四节填料塔与板式塔的比较第一节概述一、塔设备的作用和分类二、评价塔设备的基本性能指标一、塔设备的作用和分类基本作用有两个：一个作用是提供气、液两相充分接触的场所，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效地进行；另一个作用是使接触后的气液两相及时分开，互不夹带。传质要求的充分混合与分离要求的及时分开是一对矛盾。板式塔填料塔根据塔内气液接触部件的结构型式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。板式塔内设有若干层塔板，液体由上向下逐级流过塔板，并在各层塔板上形成液层，气体由下向上穿过

2、各层塔板，气液两相在塔内进行逐级接触传热传质。填料塔内装有各种形式的固体填充物即填料，液体由喷淋装置均匀分布于填料层上，气液在填料的润湿表面上进行接触传热传质。三、评价塔设备的基本性能指标1、生产能力：单位塔截面上单位时间的处理量。2、分离效率：板式塔：每层塔板所能达到的分离程度；填料塔：单位高度填料层所能达到的分离程度。3、操作弹性：塔的最大处理量与最小处理量之比。4、流动阻力：主要指气相阻力，即气相通过每层塔板或单位高度填料层的压降。除上述几项主要性能外，塔的造价、安装及维修的难易以及长期运转的可靠性等因素也是必须考

3、虑的实际问题。一、塔板类型二、塔板结构三、板式塔常见的不正常操作第二节板式塔1、无溢流塔板（穿流型塔板）塔板结构简单，板上无液面落差，气体分布均匀，塔板面积利用充分，但需要较高的气流速度才能维持板上液层，操作弹性差且效率较低。目前在现场已很少使用。2、有溢流塔板（溢流型塔板）相对比较稳定，便于操作，技术上也比较成熟，所以目前的塔设备多采用这种方式。一、塔板类型塔板主要有两大类：无溢流塔板和有溢流塔板。1）泡罩塔板泡罩升气管齿缝升气管高出液面，板上的液体不会从中漏下。升气管上覆以泡罩，泡罩下部四周开有许多齿缝，齿缝浸没在板

4、上液层中形成液封。上升气体通过齿缝被分散成小气泡或流股进入液层。液体通过降液管留下。泡罩塔优点：操作稳定，操作弹性大；不易堵塞，能处理含少量污物的物料。缺点：塔板结构复杂，造价高；塔板上液层较厚，气体流动阻力较大；液体流过塔板时因阻力而有液面落差，液层深浅不同，使气量分布不均匀，影响板效率。在新建的塔设备中，泡罩塔已很少见。2）浮阀塔板自二十世纪五十年代问世后，很快在石油、化工行业得到推广，至今仍为应用最广的一种塔板。浮阀塔常用于分馏稳定。塔板上开有正三角形排列的孔，孔的上方安置可上下浮动的阀片。阀片可随上升气量的变化而

5、自动调节开启度。在低气量时，开度小；气量大时，阀片自动上升，开度增大。因此，气量变化时，通过阀片周边流道进入液体层的气速较稳定，气体水平进入液层也强化了气液接触传质。阀有轻、重之分，重阀的质量为33g，轻阀25g。重阀需要较高的气体压力才能打开，关闭迅速，阀的泄漏少、效率高。为增加塔的操作弹性，同一层塔板上可布置质量不同的浮阀。浮阀塔的特点：结构简单，生产能力和操作弹性大，板效率高，气体压降及液面落差较小，综合性能较优异。浮阀塔有一个最大的缺点——阀是活动部件，使用中容易松脱和卡住，从而造成工作失常。浮阀工作状态塔板上的

6、浮阀有顺排和叉排两种布置方式，建议采用叉排。叉排时相邻浮阀吹出的气体使液层搅拌和鼓泡均匀，有利于传质传热，同时气体夹带雾沫量也较小。顺排　　　叉排①F1型浮阀（国内最常使用的阀片型式）②十字架型浮阀③HTV(HalfTubeValve)型浮阀3）筛孔塔板筛孔塔板即筛板，出现也较早（1830年），是结构最简单的一种板型。但由于早期对其性能认识不足，存在易漏液、操作弹性小、难以稳定操作等问题，使用受到极大限制。1950年后开始对筛孔塔板进行较系统全面的研究，从理论和实践上较好地解决了有关筛板效率、流体力学性能以及塔板漏液等问

7、题，获得了成熟的使用经验和设计方法，使之逐渐成为应用最广的塔板类型之一。筛板塔常用于闪蒸稳定。塔板上的筛孔以一定排列方式布置，直径约3～8mm，板厚为孔径的0.4～0.8倍。筛板塔的优点：结构简单，造价低，生产能力大，塔板效率高，压降小。主要缺点是操作弹性小，小孔筛板容易堵塞。20=ao50R25气相4）舌形塔板舌形塔板是60年代初期提出的。塔板上有许多舌形孔，舌叶与板面成一定角度，向塔板的液流出口侧张开。上升气流穿过舌形孔后，沿舌叶的张角向斜上方喷出，塔板液流出口测的液体被喷射至降液管上方，然后流入降液管。降液管不设溢

8、流堰，但比一般塔板的降液管尺寸大。典型尺寸舌形孔优点：气液并流避免了返混和液面落差，塔板上液层较低，塔板压降较小。气流方向近于水平。相同的液气比下，舌形塔板的液沫夹带量较小，故可以达到较高的生产能力。缺点：张角固定，在气量较小时，经舌形孔喷射的气速低，塔板漏液严重，操作弹性小。液体在同一方向上加速，有可能使液体在板上