化工原理——课程设计.ppt

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d0/δ C0 塔板孔流系数 C0— 孔流系数 (b)液层阻力 hl 查图求充气系数β 说明:若塔板阻力过大,可增加开孔率或 降低堰高。 (c)克服液体表面张力阻力(一般可不计) ③ 降液管液泛校核 故塔板阻力: 降液管中清液柱高度 (m) (a) 液面落差Δ一般较小,可不计。当不可忽略时, 一般要求: Δ0.5h0 (b) 液体通过降液管阻力 hd 包括底隙阻力 hd1和进口堰阻力hd2。 无进口堰时: 泡沫层高度 要求: 说明:若泡沫高度过大,可减小塔板阻力或 增大塔板间距。 泡沫层相对密度:对不易起泡物系, 易起泡物系, ④ 液体在降液管中停留时间校核 目的:避免严重的气泡夹带。 停留时间: 要求: 说明:停留时间过小,可增加降液管面积 或 增大塔板间距。 (a)计算严重漏液时干板阻力 h0 ′ (b)计算漏液点气速 u0 ′ 说明:如果稳定系数k过小,可 减小开孔率 或 降低堰高。 ⑤ 严重漏液校核 漏液点气速 u0 ′ :发生严重漏液时筛孔气速。 稳定系数: 要求: ① 过量液沫夹带线(气相负荷上限线) 规定:ev = 0.1( kg 液体 / kg气体) 为限制条件。 (6)塔板的负荷性能图——确定塔板的操作弹性 ② 液相下限线 整理出: 规定: ③ 严重漏液线(气相下限线) 代入相关公式,如hOW、σ、u0’,整理出。 ④ 液相上限线 ⑤ 降液管液泛线 规定: 塔板的操作弹性: 或 工艺设计计算示例 * 《化工原理》电子教案 —— 板式塔及其工艺设计计算 大连理工大学化工原理教研室 王瑶 韩志忠 6.10 板 式 塔 6.10.1 板式塔结构及性能 (1) 板式塔结构 进料 回流液 塔顶气相 塔底液相 塔板结构 ① 气体通道 形式很多,如筛板、浮阀、泡罩等,对塔板性能影响很大。 ② 降液管(液体通道) 液体流通通道,多为弓形。 ③ 受液盘 塔板上接受液体的部分。 ④ 溢流堰 使塔板上维持一定高度的液层,保证两相充分接触。 浮阀塔板结构 (2) 塔板上的气—液两相流动 汽、液两相接触方式 两相流动的推动力 全塔:逆流接触 塔板上:错流接触 液体:重力 气体:压力差 塔板上理想流动情况: 液体横向均匀流过塔板,气体从气体通道上升,均匀穿过液层。 气液两相接触传质,达相平衡,分离后,继续流动。 塔板上的非理想流动情况: ① 气相或液相返混 液沫夹带、气泡夹带 ,即:返混现象 后果:板效率降低。 ② 不均匀流动 液面落差(水力坡度):引起塔板上气体分布不均匀; 塔壁作用(阻力):引起塔板上液体分布不均匀。 后果:使塔板上气液接触不充分,板效率降低。 液泛现象 6.10.2 塔内气、液两相异常流动 (1)液泛 如果由于某种原因,使得气、液两相流动不畅,使板上液层迅速积累,以致充满整个空间,破坏塔的正常操作,称此现象为液泛。 1) 过量雾沫夹带液泛 原因: ① 气相在液层中鼓泡,气泡破裂,将雾沫弹溅至上一层塔板; ② 气相运动是喷射状,将液体分散并可携带一部分液沫流动。 液泛气速: 开始发生液泛时的气速。 2)降液管液泛 当塔内气、液两相流量较大,导致塔板阻力及降液管内阻力增大时,均会引起降液管液层升高,以致达到上一层塔板,破坏降液管的正常流动,直至液相逐渐充满塔板空间,发生液泛。 说明:两种液泛互相影响和关联,其最终现象相同。 (2) 严重漏液 漏液量增大,导致塔板上难以维持正常操作所需的液面,无法操作。此漏液为严重漏液,称相应的孔流气速为漏液点气速 。 6.10.3 常用塔板的类型 (1)泡罩塔板 优点:塔板操作弹性大,塔效率也比较高,不易堵。 缺点:结构复杂,制造成本高,塔板阻力大。 组成:升气管和泡罩 圆形泡罩 条形泡罩 泡罩塔 (2)筛板塔板 优点:结构简单、造价低、塔板阻力小。 目前,广泛应用的一种塔型。 塔板上开圆孔,孔径:3 - 8 mm,大孔径筛板:12 - 25 mm。 (3)浮阀塔板 圆形浮阀 条形浮阀 浮阀塔盘 方形浮阀 优点:浮阀根据气体流量,自动调节开度,提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降,同时具有较高塔板效率,在生产中得到广泛的应用。 缺点:浮阀易脱落或损坏。 方形浮阀 F1型浮阀 (4)多降液管(MD)塔板 优点:提高允许液体流量 6.10.5 筛板

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