化工原理-蒸馏与吸收塔设备.ppt

化工原理多媒体课件 第3章 蒸馏和吸收塔设备 3.1 概述 3.2 板式塔 3.3 填料塔 3.1 概述 1 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 通量 分离效率 适应能力 流动阻力低 结构简单 造价低 易于操作与控制 3.1 概述 2 塔设备的类型 1)类型 板式塔 填料塔 3)主要内容 结构与性能 工艺设计方法 选型 3.2 板式塔 3.2.1 塔板类型 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.1 塔板类型 1 逐级接触式气液传质设备 2 液相为连续相，气相为分散相 3 错流塔板：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔 4 逆流塔板：筛板塔、栅缝板、波纹板 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 1 泡罩塔板 结构：升气管，泡罩 优点：不易漏液，操作弹性高，不易堵塞，适于处理各种物料 缺点：结构复杂，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大；雾沫夹带严重，生产能力及板效率均较低 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 2 筛板塔 结构：筛孔，直径3－8mm，正三角形排列；溢流堰 优点：结构简单，造价低；气体压降小，液面落差小；生产能力大，板效率高 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 3 浮阀塔板 结构：浮阀，F1、V-4、T型 优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小及液面落差小，造价低 缺点：易堵，不易处理易结焦或粘度大的物料 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 4 喷射型塔板 （1）舌形塔板 3.2.1 塔板类型 3.2.1 塔板类型 （2）斜孔塔板 3.2.2 板式塔的流体力学性能 1 塔板上气液两相的接触状态 鼓泡状，蜂窝状，泡沫状，喷射状 2 塔板压降 干板阻力，液层静压强阻力，表面张力阻力 3 液泛 定义：塔板上的液体不能正常流下，产生积液，也叫淹塔 原因：气体或液体流量过大，气速过高，塔板间距过小 种类：降液管液泛，雾沫夹带液泛 结果：塔板压降升高，不能正常操作 3.2.2 板式塔的流体力学性能 4 雾沫夹带 定义：上升气流将板上液体带入上一层塔板的现象 结果：造成液相反混，降低板效率 规定：雾沫夹带量不超过10％或ev0.1kg(液)/kg(气) 5 漏液 原因：气速太小，板面液面落差大 规定：小于液体流量的10％ 6 液面落差 原因：流动阻力，与结构、塔径、液体流量有关 大小：泡罩塔，浮阀塔，筛板塔 3.2.2 板式塔的流体力学性能 7 负荷性能图 （1）雾沫夹带线 （2）液泛线 （3）液相负荷上限线 （4）漏液线 （5）液相负荷下限线 （6）操作线与操作点 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.2 板式塔的流体力学性能 3.2.3 板式塔的工艺设计 设计步骤 （1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案 （2）根据设计任务和工艺要求，选择塔板类型 （3）确定塔径、塔高等工艺尺寸 （4）塔板结构设计 （5）流体力学验算 （6）绘制塔板负荷性能图 （7）对设计进行分析与修正 3.2.3 板式塔的工艺设计 1 浮阀塔工艺尺寸的计算 1）塔高 板间距大，空塔气速高，塔径小，塔高 板间距小，空塔气速低，塔径大，塔低 板数较多的塔，板间距应小，塔径大 板间距根据经济指标确定 板间距的数值应按照规定选取整数 易起泡物系，负荷波动大，板间距应大 3.2.3 板式塔的工艺设计 2）塔径 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.3 板式塔的工艺设计 标准塔径（mm）：600，700，800，1000，1200，1400，1600，1800，2000，……4200 若精馏段与提馏段上升气量差别较大时，两段塔径应分别计算 3.2.3 板式塔的工艺设计 3）溢流装置 (1)降液管的类型与溢流方式 降液管：圆形，弓形 降液管的布置：U型流，单溢流，双溢流，阶梯式双溢流 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.3 板式塔的工艺设计 (2)溢流装置的设计计算 出口堰 堰长： 堰高： 堰上液层高度 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.3 板式塔的工艺设计 3.2.3 板式塔的工艺设计 弓形降液管的宽度和截面