化工原理第七章第一节讲稿.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,七,章,气液传质设备,一、板式塔的构造,二、板式塔的流体力学性质,三、板式塔的操作特性,四、,塔板效率,第,一,节,板式塔,2026/11/14,气液传质设备,逐级接触式,微分接触式,板式塔,填料塔,2026/11/14,一、板式塔的构造,1、板式塔的结构,1）塔板的构造,筛孔,降液管,溢流堰,（剖面图）,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,降液管,受液区,溢流堰,安定区,开孔区,俯视图,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2）塔板类型,a,）,泡罩塔板,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,b,）,筛孔塔板,2026/11/14,2026/11/14,c,）,浮阀塔板,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,d,）,舌型塔板,2026/11/14,2026/11/14,e,）,斜孔塔板,2026/11/14,3）塔板的比较,塔板性能比较,塔板类型,相对生产能力,相,对板效率,操作范围,压强,降,结构,成本,泡罩板,1.0,1.0,10,100,高,复杂,1.0,筛板,1.2,1.4,1.1,35,100,低,简单,0.4,0.5,浮阀板,1.2,1.3,1.1,1.2,10,100,中,一般,0.7,0.8,舌型塔板,1.3,1.5,01.1,50,100,低,最简单,0,.50.6,斜孔板,1.5,1.8,1.1,30,100,低,简单,0.5,2026/11/14,各种塔板的优点及适用范围,优 点,缺 点,适用范围,塔板类型,泡罩板,较成熟，操,作范围宽,结构复杂，阻力大，生产能力低,某些要求弹性好,的特殊塔,浮阀板,效率高，操,作范围宽,采用不锈钢，浮阀易脱落,分离要求高,负荷变化大;原油常压分馏塔,筛板,效率较高，,成本低,安装要求水平,易堵,操作范围窄,分离要求高,塔板较多;化工中丙烯塔,舌型板,结构简单,生产能力大,操作范围窄，效率较低,分离要求较低的闪蒸塔,斜孔板,生产能力大,效率高,操作范围比浮阀塔和泡罩塔窄,分离要求高，生产能力大,2026/11/14,二、板式塔的流体力学性质,1、塔板上气液两相的接触状态,两相接触面积为气泡表面,1）鼓泡接触状态,2026/11/14,2）泡沫接触状态,传质表面面积很大的液膜,2026/11/14,3）喷射接触状态,两相传质面积是液滴的外表面,2026/11/14,2、气体通过塔板的压降,塔板压降,干板压降,液层阻力,压降增大,接触时间,板效率,板数,设备费,塔釜温度,能耗,操作费,保证较高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降低能耗和改善塔的操作。,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,2026/11/14,3、塔板上的液面落差,液面落差：,塔板进、出口侧的清液高度差,液面落差,气流的不均匀分布,严重,漏液,板效率下降,与塔板结构、塔径、流量有关,。,2026/11/14,三、板式塔的操作特性,1、塔板上的异常操作现象,1）漏液,漏液,两相在塔板上的接触时间,板效率,控制：,漏液量不大于液体流量的10%,。,漏液气速：,漏液量达到10%的气体速度。,板式塔操作的气速下限,原因：,气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀,安定区,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2）液沫夹带,影响因素,空塔气速：,空塔气速减小，液沫夹带量减小,塔板间距：,板间距增大，液沫夹带量减小,现象：,液滴随气体进入上层塔板。,后果：,过量液沫夹带，造成液相在板间的返混，板效率下降,控制：,液沫夹带量,e,V,0.1,kg,(,液)/,kg,(,气),。,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,3）液泛,液泛,夹带液泛,降液管液泛,原因：,气液两相流速过大,影响因素：,流量、塔板结构,板间距大,液泛速度高,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2、塔板的负荷性能图,V,2026/11/14,雾沫夹带线（气体流量上限线）线,1,液泛线（线,2,）,液相负荷上限线（线,3,）,漏液线（气体流量下限线，线,4,）,液相负荷下限线（线,5,）,1）负荷性能图中各线的意,义,1,，,2,，,3,，,4,，,5,五条线所包围的区域，既是一定物系在一定的结构尺寸塔板上正常操作区。,2026/11/14,2026/11/14,2026/11/14,2）,负荷性能图的分析,V,C,操作点,操作线,操作极限,2026/11/14,操作弹性:,两极限的气体流量之比,操作点位于操作区内的适中位置,可获得稳定良好的操作效果,同一层塔板，操作情况不同，,控制负荷上下限的因素也不同,物系一定时，负荷性能图中各线的相对位置随塔板尺寸而变,例：,加大板间距,或,增大塔径,可使,液泛线上移,，,增加降液管截面积,可使,液相上限线右移,，,减少塔板开孔率,可使,漏液线下移,。,2026/11/14,四、塔板效率,1、塔板效率的表示法,1）,总板效率,E,T,(,全塔效率）,达到指定分离效果所需理论板层数与实际板层数的比值。,简单地反映了整个塔内的平均传质效果。,2）,单板效率,E,M,(,默弗里效率,),直接反映该层塔板的传质效果,2026/11/14,分析：单板效率的数值有可能大于,100%,吗？,3）,点效率,E,O,试比较点效率与单板效率、全塔效率,2026/11/14,2、塔板效率的估算,1）影响塔板效率的因素,a,）,物系性质：,粘度、密度、表面张力及相对挥发度等。,b,）,塔板结构：,塔径、板间距、堰高及开孔率等。,c,）,操作条件,：,温度、压强、气体上升速度及气液流量比。,2）板效率的估算,注意公式适用条件,2026/11/14,