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1概述塔设备的基本功能和性能评价指标1)基本原则充分接触,适当湍动,提供大的传质面积和传质系数,并能及时分离逆流,提供最大传质推动力2)评价指标空塔气速高,生产能力大塔板效率高,板数少,投资少操作弹性大压降小,釜温低,能耗小结构简单,金属耗量少,造价低,维修安装容易
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31)逐级接触式气液传质设备2)错流塔板泡罩塔筛板塔浮阀塔3)逆流塔板筛板塔栅缝板波纹板3)喷射型板舌型板一、塔板的类型
4(1)泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板,它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部,分圆形和条形两种,以前者使用较广。泡罩有80、100和150mm三种尺寸,可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝,齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。2.塔板的主要形式
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8浮阀塔板a.F1型浮阀;b.V-4型浮阀;c.T型浮阀新型浮阀塔板
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10操作弹性大生产能力大处理易结焦、高黏度物料阀片易与塔板粘结操作时阀片易脱落或卡死阀片易磨损、脱落液面梯度大,气体分布不均液体返混程度大弓形区存在滞留区结构简单、造价低塔板效率较高浮阀塔板的优缺点优点缺点
11(3)筛孔塔板筛孔塔板简称筛板,1830年问世,其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔,孔径一般为3~8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰,使板上能保持一定厚度的液层。
12筛孔塔板a.操作示意图;b.筛孔布置图
13板上液面落差小,气体压降低生产能力大操作弹性小结构简单、造价低塔板效率较高筛孔塔板的优缺点优点缺点筛孔易堵塞,不宜处理易结焦、黏度大的物料
14(4)舌型塔板舌型塔板的结构特点是,在塔板上冲出许多舌孔,方向朝塔板液体流出口一侧张开。舌片与板面成一定的角度,有18°、20°、25°三种(一般为20°),舌片尺寸有50×50mm和25×25mm两种。舌孔按正三角形排列,塔板的液体流出口一侧不设溢流堰,只保留降液管。
15塔板压降低液体被不断加速,停留时间短结构简单、造价低舌型塔板的优缺点优点缺点操作弹性较小
16弹性大、效率高通量大、压降低液体被连续加速,板效率低结构复杂,易损坏浮舌塔板(60年代)改进:斜孔塔板(70年代)网孔塔板优点缺点
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18(5)网孔塔板由冲有倾斜开孔的薄板组成,板上还装有几块拦截液流的碎流板,以阻止液体被连续加速,这是一种气液通过能力大,而板效率无明显降低的新塔板。
19碎流板可以捕获气体夹带的液滴,减少液沫夹带相比舌形塔板,气速可以进一步提高,生产力更大碎流板多,塔板阻力较大结构特殊,设计难度大碎流板对液体起拦截作用,可提高液体滞留量网孔塔板的优缺点优点缺点
20(6)垂直筛板垂直筛板是在塔板上开有若干直径100-200mm的大圆孔,孔上设置圆柱形泡罩的一类塔板。泡罩侧壁开有筛孔,下缘与塔板有一定间隙使液体能进入罩内
21从下缘间隙进入泡罩的液体被上升气流拉成液膜沿罩壁上升,与气流一起经泡罩侧壁筛孔喷出。液体从塔板入口流至降液管过程中,多次经历上述过程,为两相传质提供了很大的不断更新的相际接触表面,大大提高板效率垂直筛板工作原理
22低液气比L/V时生产能力大仅适合低液气比L/V,高液气比时操作时阀片易脱落或卡死液沫夹带量小塔板效率较高垂直筛板的优缺点优点缺点
23(7)多降液管塔板特别适用于大液体负荷操作,每块塔板上设有多根平行的降液管。相邻两塔板的降液管成90°交错。降液管下端悬空在下面塔板的鼓泡区上端,流液从管底的缝隙下落。靠管内积液的液封作用,阻止气体进去管中。一般因积液层浅,可以采用较小的板间距,如此能抵消塔板效率稍低的缺点。
24不容易建立浓度差,板效率有所下降能够处理大液体负荷多降液管塔板的优缺点优点缺点
25(8)林德筛板专为真空精馏设计的高效率低压力塔板,结构特点是整个筛板上设置一定数量的导向筛孔,在塔板如何出设置斜台。林德筛板利用部分气体的动量推动液体流动,以抵消液体流经塔板因受流动阻力而形成的水力坡度,均匀降低液层,减小气液两项在空间上的反向流动和不均匀分布,因此既降低塔板压力,有提高塔板效率。斜台的作用是避免低气速下在塔板入口处发生漏液的现象。
26多降液管塔板的优缺点优点缺点操作弹性小、筛孔小易堵塞结构简单、造价低气流压降小、板上液面落差小板效率高
27(9)无溢流塔板无溢流塔板只是一块均匀开有一定缝隙或筛孔的圆形平板。工作时,板上液体随机地经某些开孔流下,气体经另一些开孔上升。常用的无溢流塔板有两种:一是无溢流栅板;二是无溢流筛板。
28上图:无溢流栅板下图:无溢流筛板无溢流栅板可用金属条组成,也可用3~4mm的钢板冲出长条形缝隙制成,缝隙宽度一般为3~8mm,开孔率为15%~30%。无溢流筛板孔径一般为4~12mm,开孔率为10%~30%
29塔板利用效率高生产能力相对较大操作弹性小,对设计的可靠性要求高板效率较低结构简单,造价低廉无溢流塔板的优缺点优点缺点