化工原理——课程设计.ppt

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