第十二章 气液传质设备.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,*,第三章 气液传质设备,第一节 板式塔,气液传质设备的基本功能,：,形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效地进行,使接触混合与传质后的气、液两相能及时分开，互不夹带等。,气液传质设备的分类,：气液传质设备的种类很多，按接触方式可分为连续（微分）接触式（填料塔）和逐级接触式（板式塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广。,一、概述,填料塔,在圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后自塔底排出；气体则在压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高连续变化。,溶剂,填料塔,气体,散装填料,塑料鲍尔环填料,规整填料,塑料丝网波纹填料,填料塔,板式塔,在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。,板式塔,溶剂,气体,DJ,塔盘,新型塔板,板式塔,塔型选择,塔径在0.60.7米以上的塔，过去一般优先选用板式塔。,填料塔在实验室及塔径较小的中小型化工装置中应用较多,随着低压降高效率轻材质填料的开发，大塔也开始采用各种新型填料作为传质构件，显示了明显的优越性。,评价塔设备的基本性能指标：,(1),生产能力：,即为单位时间单位塔截面上的处理量；,(2),分离效率：,对板式塔指每层塔板的分离程度；对填料塔指单位高度填料层所达到的分离程度；,(3),操作弹性：,指在负荷波动时维持操作稳定且保持较高分离效率的能力，通常以最大气速负荷与最小气速负荷之比表示；,(4),压强降：,指气相通过每层塔板或单位高度填料的压强降；,(5),结构繁简及制造成本,。,1,、降液管：板上的液体通过降液管流至下一层塔板,二、板式塔的结构及类型,降液管,溢流堰,受液区,开孔区,2,、出口堰（溢流堰）：用来保持塔板上有一定厚度的液层,3,、入口堰：对进入塔板的液体起分布和缓冲作用，有的塔不设入口堰,4,、鼓泡构件：形成气液两相传质、传热的主要构件（是对板式塔研究最多的元件）。所用鼓泡构件不同导致塔板类型有多种。,（一）板式塔的主要部件,1,、逆流塔板（穿流式塔板）,塔板间没有降液管，气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠气体速度维持。,优点,：塔板结构简单，板上无液面差，板面充分利用，生产能力较大；,缺点,：板效率及操作弹性不及溢流塔板。,与溢流式塔板相比，逆流式塔板应用范围小得多，常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。,液相,气相,（二）塔板类型,塔板是板式塔的基本构件，决定塔的性能。,液,相,降液管,堰,气相,2,、溢流塔板(错流式塔板),塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。,溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：,泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等。,（,1,）泡罩塔板,在工业上最早（1813年）应用的一种塔板，其主要元件由升气管和泡罩构成，泡罩安装在升气管顶部，泡罩底缘开有若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。,优点,：操作稳定，升气管使泡罩塔板低气速下也不致产生严重的漏液现象，故弹性大。,缺点,：结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低。,操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。,（,2,）,筛孔塔板,筛孔塔板出现也较早（1830年），是结构最简单的一种板型。,筛板塔的结构特性：,筛板上均匀地开有筛孔，一般孔径为,3-8mm,（推荐,4-5mm,），大孔径为,10-20mm,。,筛孔在塔板上按正三角形排列，孔心距与孔径之比常在,2.5-5.0,范围内。,优点：,结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。,缺点：,筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。,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题，获得了成熟的使用经验和设计方法，逐渐成为应用最广的塔板类型之一。,早期对其性能认识不足，为易漏液、操作弹性小、难以稳定操作等问题所困扰。,（,3,）浮阀塔板,自1950 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。,结构,：,以泡罩塔板和筛孔塔板为基础基础。有多种浮阀形式，但基本结构特点相似，即在塔板上按一定的排列开若干孔，孔的上方安置可以在孔轴线方向上下浮动的阀片。,操作特点,：阀片可随上升气量的变化而自动调节开启度。,当气体流速较低时，阀片不能被吹起，气体通过浮阀架在塔板上的最小开度处鼓泡通过液层,；,气体流速增大到最大流速的,20%,左右时,浮阀开始被吹起；,当气速达到最大流速的,70%,左右时,所有浮阀全被吹起；,当浮阀介于全开和全闭之间操作时，浮阀的位置由气速大小决定,。,各种浮阀：,F1,型浮阀结构简单，易于制造，应用最普遍，为定型产品。,结构特点：,阀片本身有三条,“,腿,”,用以限制操作阀片在板上升起的最大高度,8.5mm,。,阀片有定距片,以保持阀片与塔板间的最小缝隙（,2.5mm,）。,阀直径为,48mm,，分为重阀和轻阀两种。重阀为,33,克，常用于加压或常压蒸馏；轻阀为,25,克，常用于减压蒸馏。,优点：,生产能力大。浮阀安排紧凑,塔板的开孔面积大于泡罩塔板,其生产能力约比圆形泡罩塔板大,20%,40%,而与筛板塔相近；,操作弹性大。阀片可以自由升降以适应气量的变化,故其维持正常操作所允许的负荷波动范围比泡罩塔及筛板塔都宽；,塔板效率高。由于上升气体以水平方向吹入液层,故气、液接触时间较长而雾沫夹带量较小,因此塔板效率较高,比泡罩塔板效率可高,15%,左右；,气体压强降及液面落差较小。气、液流过浮阀塔板时所遇到的阻力较小,故气体的压降及板上的液面落差都比泡罩塔板小；,结构简单,造价低。浮阀塔的造价约为具有同等生产能力的泡罩塔的,60%,80%,而为筛板塔的,120%,130%,。,缺点：,处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。,（,4,）喷射型塔板,一种斜喷射型塔板。结构简单，在塔板上冲出若干按一定排列的舌形孔，舌片向上张角,以20左右为宜。,20,=,a,o,50,R25,气相,A,：,舌形塔板,操作时，上升的气流沿舌片喷出，其喷出速度可达,20,30m/s,。当液体流过每排舌孔时，即被喷出的气流强烈扰动而形成液沫，被斜向喷射到液层上方，喷射的液流冲至降液管上方的塔壁后流入降液管中，流到下一层塔板。,优点：,气流由舌片喷出并带动液体沿同方向流动。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，故可达较高的生产能力。,缺点：,张角固定，在气量较小时，经舌孔喷射的气速低，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的停留时间太短、液层太薄，板效率降低。,在舌形塔板上发展的斜孔塔板，斜孔的开口方向与液流垂直且相邻两排开孔方向相反，既保留了气体水平喷出、气液高度湍动的优点，又避免了液体连续加速，可维持板上均匀的低液面，从而既能获得大的生产能力，又能达到好的传质效果。,C,：斜孔塔板,B,：,浮舌塔板,为使舌形塔板适应低负荷生产，提高操作弹性，研制出了可变气道截面（类似于浮阀塔板）的浮舌塔板。,1,9,R,20,R16,8,37,3,1,o,20,降,液,管,a,斜孔结构,b,塔板布置,受,液,区,导,向,孔,（,5,）垂直筛板,在塔板上按一定排列开若干大孔(直径100200,mm)，,孔上设置侧壁开有许多筛孔的泡罩，泡罩底边留有间隙供液体进入罩内。,气流将由泡罩底隙进入罩内的液体拉成液膜形成两相上升流动，经泡罩侧壁筛孔喷出后两相分离，即气体上升液体落回塔板。液体从塔板入口流至降液管将多次经历上述过程。,与普通筛板相比，垂直筛板为气液两相提供了很大的不断更新的相际接触表面，强化了传质过程；且气液由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速度为零，降低了液沫夹带量，因此垂直筛板可获得较高的塔板效率和较大的生产能力。,三、塔板的工作情况,液体从上层塔板经降液管进入塔板后，沿横向流经塔板至出口堰，再进入降液管进入下层塔板。由于出口堰的存在，塔板上有一定的液层高度，且比出口堰要高一些。另外，塔板入口处的液面要比出口处的液面高，这一高度差称为液面落差。,塔板上的气液接触状态,:,鼓泡状态、蜂窝泡沫状态、泡沫状态、喷溅状态和乳化状态,四、塔径和塔高的计算,1,、塔径的计算,V,：塔中气体或蒸气在操作条件下的体积流量，,m,3,/s,w,：设计时所选的塔中气体流速，按空塔截面计算，,m/s,计算中应考虑的问题：,(1),蒸气的体积流率,由于塔内蒸汽流率随塔高而变化，尤其是精馏段和提馏段的气相流率有较大差别，设计时选取蒸汽量的原则为：当塔中蒸汽的体积流率相差不是很大时，通常按最大的流率计算。若塔上下段的蒸汽体积流率相差较大时，则应考虑分段计算，上下段可采用不同的塔径。,(2),最大允许气速,w,max,的确定,在塔中气体流量,V,一定时，虽然增大气速可使塔径减小以降低设备投资，但气速增大到一定程度时会受到淹塔（或液泛）现象的限制。,淹塔原因主要有两种,：,（,1,）雾沫夹带量过大，导致由上层塔板流下的液体几乎又全部被送回到上层塔板，使液体不能正常向下流。（夹带液泛）,（,2,）若塔板压降或液体通过降液管流动的阻力过大，致使该层降液管中的液面高度上升至上层塔板的溢流堰口，阻碍液体在降液管中的正常下流。（溢流液泛）,最大允许气速的确定是依据过量雾沫夹带量，用最大允许气速乘以一个系数作为设计用的气速，在此气速下是否会发生溢流液泛可在塔板的水力计算中检验。,计算原则：塔内气流上升速度等于液滴沉降速度时液滴即不能沉降,若气速更大则液滴被吹向上。,由于计算中存在多种不确定因素会导致计算困难，一般按以下半经验公式计算,L,：液相于操作条件下的密度，,kg/m,3,;,V,：气相于操作条件下的密度，,kg/m,3,;,C,：和板间距、气液相物性及流量比有关的系数，可查图或由经验公式计算。,设计所用气速小于最大气速。一般，,对易起泡沫介质：,w=(0.70.75)w,max,对不易起泡沫介质：,w=(0.80.85)w,max,2,、板间距,H,T,的选择,板间距对塔的生产能力、操作弹性及板效率都有影响。,H,T,的大小与最大允许气速有直接关系，,H,T,大，则,w,max,可提高，但塔的高度增加，可能会使设备费用增大，需衡量各方面的因素综合考虑。,板间距与塔径相互关联：,H,T,增加，雾沫分离高度增加，则可在较小的塔径下采用较大的气速；,H,T,减小，则塔径要相应增加以使气速减小。H,T,由塔径选取，但不是随便选择，有标准系列，对易发泡物系，,H,T,可选择大一些，另外，在有人孔的地方，,H,T,600mm,。,3,、塔高的确定,对无侧线抽出的塔，全塔高度可用下式计算：,H=(N-2)H,T,+H,顶,+H,底,H,进,N,：全塔实际板数；,H,顶,：由顶层塔板至塔顶的距离，一般取,0.91.2m,：,H,底,：由底层塔板至塔底的距离，通常取,1.53.0m,：,对有侧线抽出的塔，多股进料的塔或各段的板间距不等的塔则需根据具体情况而定。,H,进,：进料处的板间距，由于进料处雾沫夹带较为严重，所以一般取的较大,0.751.0m,。,五、塔板的初步设计,初步设计主要选定塔板的结构方案和对主要结构参数作出初步的选择,（一）塔板上流体流型的选择,常见的几种流体流动形式如下,1,、单溢流（直径流向）,液体在塔板上沿直径作单向流动。,当塔径较大或液体流量较大时，会由于液体流过塔板的阻力增大，造成显著的液面落差，从而造成蒸汽分布不均。常用于直径小于,2.0,米的塔。,液体在塔板上分成两股流动，在一层塔板上，液体分别由两侧流向中央的降液管，经中央降液管流至下层塔板后再分别向塔板两侧的降液管流动。一般用于液体流量较大或塔径较大的情况，但加工制造较复杂。,2,、双溢流,塔板上流体流量很小时，为了避免两相接触不均匀，可采用此种流动方式来增加液体在塔板上流程的长度。,3,、回转流动（,U,型流动）,用于塔板上流体流量甚大的情况。塔板上流体流经成阶梯排列的几个串联流程，每个流程的长度较短以避免过大的液面落差。结构复杂，很少使用。,4,、阶梯流,塔径,/m,液体流量,/m,3,h,-1,回转流型,(U,型,),单溢流,双溢流,1.0,7,45,-,1.5,9,80,-,2.0,11,110,110-160,3.0,11,110,110-200,4.0,11,110,110-230,5.0,11,110,110-250,各种流型的适用范围,是连通塔板间液体的通道，也是供溢流中液相所夹带的气体分离的场所。常用的形式有弓形、矩形和圆形，弓形应用最广，双溢流时同时使用弓形和矩形降液管。,弓形的结构：,弧形边一般利用塔壁，另一边为一块直板，上部高出上层塔板形成溢流堰，下边高于下层塔板以留出液体流动的空间。为增加塔板鼓泡区的面积,直边的下部常向塔壁倾斜。由于有较大容积，能充分利用塔板面积，一般塔径大于800,mm,的大塔均采用弓形。,（二）降液管,圆形,弓形,矩形,弓形降液管的设计参数：,(1),弦长,l,W,：适宜的弦长为塔径的,0.60.75,倍,(,单溢流,),或,0.50.6,倍,(,双溢流,),。,弦长确定后，宽度,b,和截面积,A,d,就确定了。,(2),降液管下缘至塔板的,h,s,：设计时其值与溢流堰高度,h,W,有关，对不同塔径有不同的取值，一般塔径小于,2m,，取,h,W,-h,s,=12.5 mm,，塔径,2-4m,，取,h,W,-h,s,=25mm,，塔径,4m,，取,h,W,-h,s,=38mm,。,（三）溢流堰,溢流堰高度,h,W,越高，板上液层越厚，气液接触时间越长，越有利于传质。但液层过厚，蒸汽通过液层所需克服的静压差越大，塔板压力降越大，一般取值为,3050mm,，加压塔取上限，减压塔取的较小，最低有取,16mm,的。溢流堰形状分为平口堰和齿形堰。,平形,齿形,作用：维持塔板上有一定的液面高度，以确保传质过程的顺利进行，再者将降液管出口封在液面以下，以免汽体短路从降液管中上升，影响传质过程的进行。,设置进口堰是为了使由降液管流出的流体均匀分布至塔板上并减弱上层板下流流体的冲击作用。进口堰易引起沉淀物的积聚，又占用部分塔板面积，故采用弓形降液管时常不设进口堰。,进口堰高度,h,w,一般取,12mm,左右。,（四）进口堰,主要有平型和凹型两种，平型结构简单，但凹型能保证降液管下部在各种情况下均能被液体封住，且可对降液管中流下的液体起缓冲作用。,（五）受液盘,作用：接受由降液管下来的液体，缓冲液体流下时的冲击，稳定塔上液体的流动状态，以确保传质过程的稳定进行。,平形,凹形,受液盘,受液盘,（六）浮阀塔板的结构参数,F1,型阀又分重阀与轻阀两种，重阀用厚度,2mm,的钢板冲成，阀质量约,33,克，轻阀用厚度,1.5mm,的钢板冲成，质量约,25,克。阀重则阀的惯性大，操作稳定性好，但气体阻力大。一般采用重阀。只有要求压降很小的场合，如真空精馏时才使用轻阀。,多采用三角形排列，可分为顺排和叉排两种。叉排时塔板上汽液相接触较理想，所以部颁标准中采用叉排。,1,、浮阀的排列,液流方向,顺排,t,t,叉排,2,、开孔率,过大，则蒸气通过阀孔的线速即阀孔气速过低，难于保证塔板上浮阀单元全部打开，泄漏现象严重，取得过小，则板面上排列浮阀数过少，气液接触不良，塔板的压力降也偏大。,对常压塔或减压塔，开孔率为,10,15,对加压塔，开孔率小于,10,，常用的为,6,9,指阀孔总面积和塔截面积之比。,（七）筛板的结构参数,筛孔的大小和数量的多少影响塔的操作。,一般孔径在,3-25mm,范围内，多采用,3-5mm,。筛孔排布一般为等边三角形，孔心距,S,一般为,(2.0-5.0)d,0,孔直径,d,0,较小可使板面上气泡分散的较均匀，不易泄漏，压力降和雾沫夹带也较小，但过小使孔数过多，加工困难，塔板易堵塞。过大则易泄漏，尤其在气速较低时更严重，且气体通过板上液层时搅动较剧烈，雾沫夹带严重。,筛板的开孔率一般为,5%-15%,。,（八）塔板的布置,1,、区域的划分,塔板的板面结构：,有效传质区,(,鼓泡区、开孔区,),降液管区,受液盘区,入口安定区,出口安定区,边缘固定区,塔身,溢流堰板,降液管,塔板,受液盘,安定区,降液管区,受液盘区,鼓,泡,区,安定区,2,、浮阀个数的确定,F,0,为动能因数，保持在,9-12,间，由蒸气流量,V,可由下式求出浮阀个数。,上式计算出的浮阀个数是个初步值，由此值画出草图作出具体的布置。,首先确定阀孔气速，希望在正常操作条件下，浮阀能处于刚刚全开的状态。可由下式求出,六、塔板水力计算,（一）塔板上的水力流动现象及水力计算任务,1,、,板式塔的不正常操作现象,漏液,：,部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。,原因：气速较小时，气体通过阀孔的速度压头小，不足以抵消塔板上液层的重力；气体在塔板上的不均匀分布也是造成漏液的重要原因。,后果：,导致气液两相在塔板上的接触时间减少，塔板效率下降，,严重的漏液使塔板上不能形成液层，气液无法进行传热、传质，塔板将失去其基本功能。,通常，为保证塔的正常操作，漏液量应不大于液体流量的,10%,。漏液量达到,10%,的气体速度称为,漏液速度,，它是板式塔操作气速的下限。,当板上结构均匀、各处干板阻力相等时，板上液层阻力即液层厚度的均匀程度将直接影响气体的分布。,板上液层厚度不均匀：液层波动和液面落差。,液层波动,：波峰处液层厚，阀孔气量小、易漏液。由此引起的漏液是随机的。可在设计时适当增大干板阻力。,液面落差,：塔板入口侧的液层厚于塔板出口侧，使气流偏向出口侧，入口侧的阀孔则因气量小而发生漏液。塔板上设入口安定区可缓解此现象。,液沫夹带,：,气体鼓泡通过板上液层时，将部分液体分散成液滴，而部分液滴被上升气流带入上层塔板。,原因：,(1)小液滴的沉降速度小于液层上方空间上升气流的速度，夹带量与板间距无关；,(2)较大液滴的沉降速度虽大于气流速度，但它们在气流的冲击或气泡破裂时获得了足够的向上初速度而被弹溅到上层塔板。夹带量与板间距有关。,后果：过量的液沫夹带常造成液相在塔板间的返混，进而导致板效率严重下降。为维持正常操作，需将液沫夹带限制在一定范围。,减少液沫夹带的措施：,保持适当的空塔气速；,有足够的塔板高度。,气泡夹带,：,流经塔板的液体往往夹带一些泡沫越过溢流堰顶而流入降液管中。液体在下降的过程中,所含的气体应该分离出来上升返回到原来的塔板板面以上空间,否则便有一部分该层板上气体被带到下层板上去,这种现象称为气泡夹带。显然气泡夹带是与气体主流方向相反的流动,是不利于传质的。,原因：,液体在降液管中停留时间太短，大量气泡被液体卷进下层塔板。,后果：液沫夹带是液体的返混，气泡夹带是气体的返混，均对传质不利。严重时可诱发液泛，完全破坏塔的正常操作。,减少气泡夹带现象的措施,在靠近溢流堰处设一破沫区，在此区域被不装浮阀，所以不再鼓泡，希望它到溢流堰前能呈清液。,保持适当的降液管高度，使下流液体在降液管中有充足的 停留时间，把其中夹带的气泡分离出来。,液泛,：,由于某种原因，液体充满塔板之间的空间，使塔的正常操作受到破坏的现象。,原因：,(1),夹带液泛：当塔板上液体流量很大，上升气体的速度很高时，液体被气体夹带到上一层塔板上的量剧增，使塔板间充满气液混合物，最终使整个塔内充满液体。即对一定的液体流量，气速过大会形成液泛，液泛时的气速称为,泛点气速,。,(2),降液管液泛：当降液管内液体不能顺利向下流动时，管内液体必然积累，致使管内液位增高而越过溢流堰顶部，两板间液体相连，塔板产生积液，并依次上升，最终导致塔内充满液体。即对一定的气体流量，液量过大也可能发生液泛。,影响液泛的因素除气液流量外，还与塔板的结构，特别是塔板间距等参数有关，设计中采用较大的板间距，可提高泛点气速。,（,1,）塔板压降；,（,2,）降液管液层高度或停留时间；,（,3,）漏液量；,（,4,）雾沫夹带量；,（,5,）塔板的适宜工作区。,2,、水力学计算任务,夹带液泛与溢流液泛互为诱因，交互影响。过量液沫夹带阻塞气体通道，板阻急增，降液管中泡沫层堆积，从而引发溢流液泛。而溢流液泛发生时，塔板上鼓泡层增高，分离空间降低，夹带液泛也将随之发生。,危害：液泛现象使整个塔内液体不能正常流下，液体的大量返混，严重地影响了塔的正常操作。由于液体不能正常流下，会使塔内液体滞留量猛增，致使设备主体产生破坏性损坏，因此液泛是操作中应该特别注意防止且应坚决杜绝的。,（二）塔板的压力降,p,P,气体通过塔板的压强降对塔板的操作性能有着重要影响，通常也是设计任务规定的指标之一。,压强降是塔板的重要流体力学特性之一。它直接影响精馏塔的气液传质过程和能耗。,塔板压降过大会对精馏塔产生以下不利影响：,增加了精馏过程能耗。塔釜压力高，釜温升高，增加了塔釜加热介质的的品位，使能耗增加。,对精馏物料产生不利影响。由于釜温过高，可能造成物料产生分解或聚合。,增加液体在降液管内的流动阻力。增加塔板间距，降低塔的利用率。,式中：,p,p,塔板压降，,p,干,干板压降,p,液,气体克服板上液层压降,塔板的压降等于干板压降与液层压降之和，即,1,、浮阀塔板的压力降,塔板压降的正常范围：常压塔：,290,490Pa,减压塔：,98,245Pap,干,与阀孔气速的关系中有一拐点，拐点前为浮阀全开前的关系，拐点后的线段表示浮阀全开后两者的关系。,（,1,）干板压降的计算,对,F1,型重阀（,33g,）,阀全开前计算式：,阀全开后计算式：,式中：,w,0,阀孔气速，,m/s；,G,塔内气体的密度，,kg/m,3,。,由上两式可得临界孔速的计算式：,全开前的,p,干,全开后的,p,干,为判断浮阀是否全开，引入动能因数的概念。,动能因数,F,计算公式：,动能因数是衡量气体流动时动压大小的指标。,阀孔动能因数,F,0,的计算公式：,对,F1,型重阀，,F,0,9,12,时阀全开。,（,2,）液层压降的计算,气体通过板上液层的阻力等于板上液层的静压。若不计液面落差，板上液层高度等于堰高,h,W,和堰上液面,h,1,之和。由于液层处于气相两相，故密度应取为气液混合相的密度,气液,一般近似取为,0.5,L,。计算式为,对平口堰上的液层高度可按下式计算,式中：,L,液体在塔板操作条件下的体积流率；,l,w,堰长；,k,液流收缩系数,(,可查图或由经验公式计算,),2,、筛板的压力降,-,为阻力系数,-,为充气系数,（三）降液管中的液面高,为防止淹塔，降液管中的清液高度限制范围：,H,d,(0.40.6)(H,T,+h,w,),H,T,为板间距，,h,w,为堰高。,由降液管液面与塔板上的液面，由机械能衡算方程分析可得,u,0,：液体流过降液管底隙时的流速,h,p,:,气体通过一层塔板的压降,h,l,:,板上液层高度（忽略了液面落差）,h,d,:,液体流过降液管时的压头损失,为使被液体夹带进入降液管中的气泡能大部分被释放出来，要求液体在降液管中有充分的停留时间。停留时间等于降液管中液体的体积除以液体的体积流率，即,式中：,A,d,降液管的截面积,设计时要求停留时间,35,秒，对易起泡的系统应取大值,（四）液体在降液管中的停留时间,有时也可采用控制降液管中液体流速的方法,流速一般控制在,0.08-0.12m/s,雾沫夹带量可用两种方法表示：,或,E,：夹带的液体量；,L,：进入塔板的液体流量,要求：雾沫夹带量,e0.1kg,（液）/kg,（气）,（五）雾沫夹带量,判据：泛点率（泛点百分数）,F,1,大塔：,F,1,80,82,减压塔：,F,1,75,77,D0.9m,的塔：,F,1,65,75,泛点率的经验计算公式,由二式计算后取大的,式中：,C,V,气相负荷系数,m,3,/s,V,S,，,L,S,气相及液相负荷,m,3,/s,Z,L,板上液体流径长度,m,单溢流塔板：,Z,L,D-2W,d,D,塔径，,W,d,弓形降液管宽度,m,A,b,板上液流面积,m,2,单溢流塔板：,A,b,A,T,2A,f,A,T,塔截面积，,A,f,弓形降液管截面积,m,2,C,F,泛点负荷系数，由,V,及,H,T,查图得到,K,物性系数查表得到。,F,0,56,时会发生大量泄漏,泄漏点是指塔板上液体允许泄漏量的临界点。一般由阀孔动能因子判断：,（六）泄漏点,浮阀单元工作情况,阀孔动能因数,发生大量泄漏,5,m,的液滴除雾率达到99.8%以上，对 840,m,的液滴，除雾效率可达100%。,TJCW,型除雾器除雾机理,各种形式,TJCW,型除雾器,5400,TJCW,型除雾器,1,、,操作弹性,：板式塔,填料塔,2,、,适宜处理物系,：,填料塔：易起泡物系，热敏性物系,板式塔：含有少量固体颗粒物系,3,、,中段取热,：,填料塔装中段取热装置不易，板式塔则较容易。,4,、,生产规模,：,板式塔适于大规模生产，填料塔适于小规模生产。,5,、,造价,：,塔径在,800mm,以下时宜采用填料塔，造价较低；在,800mm,以上时，宜采用板式塔。,六、填料塔与板式塔的比较,6,、,压降,：,填料塔,板式塔，因此减压塔宜采用填料塔。,7,、,塔内气液相组成的变化,：,板式塔：阶跃式变化,填料塔：微分式变化,