1、第七章第七章 蒸餾和吸收塔設(shè)備蒸餾和吸收塔設(shè)備 教學(xué)要求教學(xué)要求 7-0 7-0 概述概述 7-1 7-1 板式塔板式塔 7-2 7-2 填料塔填料塔 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備教學(xué)要求教學(xué)要求化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備2/37重重 點(diǎn)點(diǎn)：板式塔與填料塔的特點(diǎn)，塔設(shè)備的選用與：板式塔與填料塔的特點(diǎn)，塔設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)原則。覆蓋內(nèi)容覆蓋內(nèi)容：塔設(shè)備的：塔設(shè)備的性能參數(shù)性能參數(shù)；典型塔板的；典型塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類(lèi)及分類(lèi)，塔板上的，塔板上的流體力學(xué)特性，正常與非正常操作流體力學(xué)特性，正常與非正常操作情況及調(diào)節(jié)情況及調(diào)節(jié)；板式塔的設(shè)計(jì)原則及步驟；填料及填料；板式塔的

2、設(shè)計(jì)原則及步驟；填料及填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，填料塔的流體力學(xué)特性，填料塔的設(shè)填料塔的流體力學(xué)特性，填料塔的設(shè)計(jì)原則及步驟；計(jì)原則及步驟；板式塔與填料塔的比較，塔的選用原板式塔與填料塔的比較，塔的選用原則。則。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-0 7-0 概述概述化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備3/37 氣液傳質(zhì)設(shè)備的基本功能氣液傳質(zhì)設(shè)備的基本功能 提供氣液傳質(zhì)場(chǎng)所提供氣液傳質(zhì)場(chǎng)所 有效分離氣液兩相有效分離氣液兩相 氣液傳質(zhì)設(shè)備的分類(lèi)氣液傳質(zhì)設(shè)備的分類(lèi) 連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）、 逐級(jí)接觸式（板式塔）逐級(jí)接觸式（板式塔） 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 通量通量

3、生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 分離效率分離效率 適應(yīng)能力適應(yīng)能力操作彈性操作彈性制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備4制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備5/37一一 板式塔的結(jié)構(gòu)板式塔的結(jié)構(gòu) 按塔內(nèi)氣、液流動(dòng)的方式分類(lèi)按塔內(nèi)氣、液流動(dòng)的方式分類(lèi)泡罩塔泡罩塔 篩板塔篩板塔 浮閥塔浮閥塔 噴射塔噴射塔二二 性能評(píng)價(jià)性能評(píng)價(jià)錯(cuò)流塔板、錯(cuò)流塔板、 逆流塔板逆流塔板三三 按塔板類(lèi)型分類(lèi)按塔板類(lèi)型分類(lèi)處理能力處理能力 板效率板效率 塔板壓降塔板壓降制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備6/37液相降液管堰氣相液相氣相 逆流塔板逆流塔板優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)液

4、面差，充分利用板面，生產(chǎn)能力較大；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)液面差，充分利用板面，生產(chǎn)能力較大；缺點(diǎn)：板效率及操作彈性不及溢流塔板。應(yīng)用范圍小，常見(jiàn)的缺點(diǎn)：板效率及操作彈性不及溢流塔板。應(yīng)用范圍小，常見(jiàn)的板型有篩孔式、柵板式、波紋板式等。板型有篩孔式、柵板式、波紋板式等。 錯(cuò)流式塔板錯(cuò)流式塔板 (溢流塔板溢流塔板 )液體流動(dòng)液體流動(dòng) 板間板間 板上板上氣體流動(dòng)氣體流動(dòng)溢流堰溢流堰 進(jìn)口堰進(jìn)口堰特點(diǎn)：獲得較高的板效率，但降液管特點(diǎn)：獲得較高的板效率，但降液管將占去塔板的傳質(zhì)有效面積，影響塔將占去塔板的傳質(zhì)有效面積，影響塔的生產(chǎn)能力。的生產(chǎn)能力。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理

5、蒸餾和吸收塔設(shè)備7/37 泡罩塔泡罩塔的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 主要元件：升氣管、泡罩，泡罩安裝在升氣管頂部，泡罩主要元件：升氣管、泡罩，泡罩安裝在升氣管頂部，泡罩底緣開(kāi)有若干齒縫浸入在板上液層中，升氣管頂部應(yīng)高于泡底緣開(kāi)有若干齒縫浸入在板上液層中，升氣管頂部應(yīng)高于泡罩齒縫的上沿，以防止液體從中漏下。罩齒縫的上沿，以防止液體從中漏下。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)優(yōu)點(diǎn)：操作穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，故彈性大。重的漏液現(xiàn)象，故彈性大。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，塔缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，塔板壓降大，生產(chǎn)強(qiáng)度低板壓降大，生產(chǎn)強(qiáng)度低 。泡罩塔泡罩塔制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化

6、工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備8/37浮閥塔浮閥塔 浮閥的結(jié)構(gòu)形式：圓形、方形、條形及傘形浮閥的結(jié)構(gòu)形式：圓形、方形、條形及傘形F-1型 V-4型 A型 方形浮閥十字架型 安裝特點(diǎn)：閥孔安裝特點(diǎn)：閥孔 浮閥浮閥 最小開(kāi)度最小開(kāi)度 最大開(kāi)度最大開(kāi)度 閥片開(kāi)啟高度與操作氣速的關(guān)系閥片開(kāi)啟高度與操作氣速的關(guān)系制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備9/37 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高。效率較高。 缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易

7、與塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降和操作彈性下降 。 幾種新型浮閥塔板幾種新型浮閥塔板雙流噴射浮閥塔板 導(dǎo)向浮閥塔盤(pán) 制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備10/37篩板塔篩板塔 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，塔特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，塔板阻力小。板阻力小。 垂直篩板垂直篩板 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 兩相流動(dòng)兩相流動(dòng)特點(diǎn)：提供更大的不斷更新的接觸表面，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程；氣液特點(diǎn)：提供更大的不斷更新的接觸表面，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程；氣液由水平方向噴出，液滴在垂直方向的初速度為零

8、，降低了液沫由水平方向噴出，液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，垂直篩板可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。夾帶量，垂直篩板可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。 制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備11/37 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)噴射型塔板噴射型塔板舌形塔板舌形塔板 優(yōu)點(diǎn)：避免返混、液面落差小，塔板壓降優(yōu)點(diǎn)：避免返混、液面落差小，塔板壓降較?。粴饬鞣较蚪谒?；液沫夾帶量較較??；氣流方向近于水平；液沫夾帶量較小，可達(dá)較高的生產(chǎn)能力。小，可達(dá)較高的生產(chǎn)能力。 缺點(diǎn)：張角固定，可導(dǎo)致缺點(diǎn)：張角固定，可導(dǎo)致塔板漏液嚴(yán)重；塔板漏液嚴(yán)重；操作彈性??；板效率較低。

9、操作彈性小；板效率較低。噴射型塔板噴射型塔板浮舌塔板浮舌塔板 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：處理能力大、壓降低、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)，特別適特點(diǎn)：處理能力大、壓降低、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)，特別適宜于熱敏性物系的減壓分離過(guò)程。宜于熱敏性物系的減壓分離過(guò)程。 制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備12/37一一 塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài) 氣液兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩相流流體力學(xué)及傳質(zhì)氣液兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩相流流體力學(xué)及傳質(zhì)和傳熱規(guī)律的重要因素。和傳熱規(guī)律的重要因素。蜂窩狀態(tài)蜂窩狀態(tài) 氣泡的形成速度大于氣泡的浮升速度，氣泡氣泡的形成速度大于氣泡的浮升

10、速度，氣泡在液層中累積。氣泡之間相互碰撞，形成各種在液層中累積。氣泡之間相互碰撞，形成各種多面體的大氣泡，板上是以氣體為主的氣液混多面體的大氣泡，板上是以氣體為主的氣液混合物。氣泡不易破裂，表面得不到更新，此種合物。氣泡不易破裂，表面得不到更新，此種狀態(tài)不利于傳熱和傳質(zhì)。狀態(tài)不利于傳熱和傳質(zhì)。鼓泡狀態(tài)鼓泡狀態(tài) 氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備13/37泡沫狀態(tài)泡沫狀態(tài) 泡沫接觸狀態(tài)的表面積大，不斷更新，泡沫接觸狀態(tài)的表面積大，不斷更新，為兩相傳熱與傳質(zhì)提供了良好的條件，是

11、為兩相傳熱與傳質(zhì)提供了良好的條件，是一種較好的接觸狀態(tài)。一種較好的接觸狀態(tài)。噴射狀態(tài)噴射狀態(tài) 氣體為連續(xù)相，液體為分散相，兩相傳質(zhì)的面氣體為連續(xù)相，液體為分散相，兩相傳質(zhì)的面積是液滴的外表面。積是液滴的外表面。液滴的反復(fù)形成和聚集，液滴的反復(fù)形成和聚集，使傳質(zhì)面積增加，表面不斷更新，有利于傳質(zhì)使傳質(zhì)面積增加，表面不斷更新，有利于傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行，是一種較好的接觸狀態(tài)。與傳熱進(jìn)行，是一種較好的接觸狀態(tài)。二二 氣體通過(guò)塔板的壓降氣體通過(guò)塔板的壓降總壓降總壓降包括包括干板壓降干板壓降、靜壓強(qiáng)靜壓強(qiáng)及液體表面張力引起的壓降及液體表面張力引起的壓降影響因素影響因素 壓降與效率壓降與效率制作者：黃德春第七章

12、 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備14/37三三 塔板上的液面落差塔板上的液面落差 流體阻力與液面落差流體阻力與液面落差 塔板結(jié)構(gòu)與液面落差塔板結(jié)構(gòu)與液面落差改善措施：?jiǎn)我绺纳拼胧簡(jiǎn)我珉p溢流或階梯溢流雙溢流或階梯溢流四四 塔板上的異常操作現(xiàn)象塔板上的異常操作現(xiàn)象 漏液漏液、液泛液泛和和液沫夾帶液沫夾帶等，應(yīng)盡等，應(yīng)盡量避免異常操作現(xiàn)象的出現(xiàn)。量避免異常操作現(xiàn)象的出現(xiàn)。 五五 塔板的負(fù)荷性能圖塔板的負(fù)荷性能圖通常由五條線(xiàn)組成：通常由五條線(xiàn)組成：漏液線(xiàn)（漏液線(xiàn)（1 1） 液沫夾帶線(xiàn)（液沫夾帶線(xiàn)（2）液相負(fù)荷下限線(xiàn)（液相負(fù)荷下限線(xiàn)（3）液相負(fù)荷上限線(xiàn)（液相負(fù)荷上限線(xiàn)（4） 液

13、泛線(xiàn)（液泛線(xiàn)（5）制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備15/37六板式塔的操作分析六板式塔的操作分析五條線(xiàn)所包圍的區(qū)域稱(chēng)為五條線(xiàn)所包圍的區(qū)域稱(chēng)為塔板的適宜操作區(qū)。塔板的適宜操作區(qū)。操作點(diǎn)操作點(diǎn)A A操作線(xiàn)操作線(xiàn)OAOA操作彈性操作彈性Vmax/VminVmax/Vmin設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使操作點(diǎn)盡可能位于適宜操作區(qū)的中央，若操作點(diǎn)緊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使操作點(diǎn)盡可能位于適宜操作區(qū)的中央，若操作點(diǎn)緊靠某一條邊界線(xiàn)，則負(fù)荷稍有波動(dòng)，塔的正常操作即被破壞?？磕骋粭l邊界線(xiàn)，則負(fù)荷稍有波動(dòng)，塔的正常操作即被破壞。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-1 7-1 化工原理蒸餾和吸收

14、塔設(shè)備16/37設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)分析根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，選擇塔板類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，選擇塔板類(lèi)型確定塔高和塔徑確定塔高和塔徑塔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：溢流裝置、塔板布置、升氣道設(shè)計(jì)及排列塔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：溢流裝置、塔板布置、升氣道設(shè)計(jì)及排列流體力學(xué)驗(yàn)算流體力學(xué)驗(yàn)算負(fù)荷性能圖負(fù)荷性能圖制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備17/37填料塔填料塔塔體塔體 填料填料 塔內(nèi)件塔內(nèi)件填料支承與壓緊裝置、液體與氣體填料支承與壓緊裝置、液體與氣體分布器、液體再分布器以及氣體除沫器分布器、液體再分布器以及

15、氣體除沫器操作原理操作原理7-2-1 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)7-2-2 填料填料一一 填料特性：填料特性：比表面積比表面積 空隙率空隙率 填料因子填料因子 ( / 3)表示填料的流體的流體力學(xué)性能。表示填料的流體的流體力學(xué)性能。二二 填料類(lèi)型填料類(lèi)型散裝填料和規(guī)整填料散裝填料和規(guī)整填料制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備18拉西環(huán)拉西環(huán)鮑爾環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)階梯環(huán) 環(huán)環(huán)制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備19板波紋板波紋絲網(wǎng)波紋絲網(wǎng)波紋鞍形環(huán)鞍形環(huán)槽式液體分布器槽式液體分布器制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備20/371 1 散裝填料散裝填料

16、 拉西環(huán)填料拉西環(huán)填料優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：易于制造，價(jià)格低廉，研究較為充分。易于制造，價(jià)格低廉，研究較為充分。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：高徑比大，易形成線(xiàn)接觸，存在嚴(yán)重的溝流和壁流高徑比大，易形成線(xiàn)接觸，存在嚴(yán)重的溝流和壁流 現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率較低，現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率較低，改進(jìn)改進(jìn)：衍生的衍生的環(huán)、十字環(huán)及螺旋環(huán)等環(huán)、十字環(huán)及螺旋環(huán)等。 鮑爾環(huán)鮑爾環(huán)（Pall ring）填料填料金屬鮑爾環(huán)填料金屬鮑爾環(huán)填料 塑料鮑爾環(huán)填料塑料鮑爾環(huán)填料 改型鮑爾環(huán)填料改型鮑爾環(huán)填料 制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備21/37 階梯環(huán)填料階梯環(huán)填料金屬階梯環(huán)填料金屬

17、階梯環(huán)填料塑料階梯環(huán)塑料階梯環(huán) 鞍形鞍形(Berl saddle)填料填料矩鞍矩鞍、弧鞍、弧鞍、金屬鞍換金屬鞍換優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：空隙率高，氣體阻力小，液體分布性能較好。：空隙率高，氣體阻力小，液體分布性能較好。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：相鄰填料易套疊。：相鄰填料易套疊。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備22/372 2 規(guī)整填料規(guī)整填料格柵填料格柵填料 格柵填料格柵填料優(yōu)點(diǎn)：格柵填料層整體性好，空隙率高。優(yōu)點(diǎn)：格柵填料層整體性好，空隙率高。缺點(diǎn)：但比表面積較低。缺點(diǎn)：但比表面積較低。 波紋填料波紋填料 金屬絲網(wǎng)波紋填料金屬絲網(wǎng)波紋填料按結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)網(wǎng)波紋填料和板波紋填料網(wǎng)波紋

18、填料和板波紋填料按材質(zhì)按材質(zhì)金屬、塑料、陶瓷等金屬、塑料、陶瓷等制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備23/37金屬壓延孔板波紋填料金屬壓延孔板波紋填料金屬孔板波紋填金屬孔板波紋填料料各種陶瓷規(guī)整填料各種陶瓷規(guī)整填料 脈沖填料脈沖填料 特點(diǎn)特點(diǎn): :處理量大，壓降小，是真處理量大，壓降小，是真空精餾的理想填料。因其優(yōu)良的空精餾的理想填料。因其優(yōu)良的液體分布性能使放大效應(yīng)減少，液體分布性能使放大效應(yīng)減少，故特別適用于大塔徑的場(chǎng)合。故特別適用于大塔徑的場(chǎng)合。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 填料名稱(chēng)填料名稱(chēng)評(píng)估值評(píng)估值語(yǔ)言值語(yǔ)言值排序排序絲網(wǎng)

19、波紋填料絲網(wǎng)波紋填料0.860.86很好很好1 1孔板波紋填料孔板波紋填料0.610.61相當(dāng)好相當(dāng)好2 2金屬金屬I(mǎi)ntaloxIntalox0.590.59相當(dāng)好相當(dāng)好3 3金屬鞍形環(huán)金屬鞍形環(huán)0.570.57相當(dāng)好相當(dāng)好4 4金屬階梯環(huán)金屬階梯環(huán)0.530.53一般好一般好5 5金屬鮑爾環(huán)金屬鮑爾環(huán)0.510.51一般好一般好6 6瓷瓷IntaloxIntalox0.410.41較好較好7 7瓷鞍形環(huán)瓷鞍形環(huán)0.380.38略好略好8 8瓷拉西環(huán)瓷拉西環(huán)0.360.36略好略好9 924/37制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備25/37包括持液量

20、、壓降、液泛、填料表面的潤(rùn)濕及返混等。包括持液量、壓降、液泛、填料表面的潤(rùn)濕及返混等。 一一 氣體通過(guò)填料層的壓強(qiáng)降氣體通過(guò)填料層的壓強(qiáng)降壓降與氣速的關(guān)系壓降與氣速的關(guān)系L=0L=0、L0L0的情況的情況載點(diǎn)、泛點(diǎn)載點(diǎn)、泛點(diǎn)恒持液量區(qū)、載液區(qū)、液恒持液量區(qū)、載液區(qū)、液泛區(qū)泛區(qū)持液量持液量載液區(qū)載液區(qū)高液量高液量低液量低液量CCBBAAL=L=0 0L L1 1L L2 2lg ulg p載點(diǎn)氣速載點(diǎn)氣速液泛氣速液泛氣速制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備26/37壓降壓降：在一定的液體噴淋密度下，在一定的液體噴淋密度下，填料持液量與氣速無(wú)關(guān)，氣體壓填料持

21、液量與氣速無(wú)關(guān)，氣體壓降與氣速的關(guān)系為直線(xiàn)且基本與降與氣速的關(guān)系為直線(xiàn)且基本與 L=0 的直線(xiàn)平行。的直線(xiàn)平行。載液和液泛對(duì)傳質(zhì)的影響：載液和液泛對(duì)傳質(zhì)的影響：載點(diǎn)載點(diǎn)(B)(B)后，持液量后，持液量 ，氣液相互，氣液相互作用作用 ，相界面積，相界面積 ，湍動(dòng)增強(qiáng)，湍動(dòng)增強(qiáng) ，傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程 ，填料效率，填料效率 ( (HETP HETP ) )；P點(diǎn)后，液沫夾帶量點(diǎn)后，液沫夾帶量 ，液相返，液相返混可導(dǎo)致填料效率混可導(dǎo)致填料效率 ，(HETP )。填料塔的操作控制在偏離泛點(diǎn)一定距離的載液區(qū)內(nèi)，可得到填料塔的操作控制在偏離泛點(diǎn)一定距離的載液區(qū)內(nèi)，可得到較高的傳質(zhì)效率，填料層的壓降也不會(huì)過(guò)大。

22、較高的傳質(zhì)效率，填料層的壓降也不會(huì)過(guò)大。 lg u高液量低液量載點(diǎn)線(xiàn)lg LPB泛點(diǎn)C載液區(qū)空塔氣速 u等板高度HETP制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備27/37壓降對(duì)填料塔操作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有著決定性的影響；選壓降對(duì)填料塔操作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有著決定性的影響；選擇填料和確定塔徑時(shí)，不同系統(tǒng)應(yīng)控制的壓降范圍不同。擇填料和確定塔徑時(shí)，不同系統(tǒng)應(yīng)控制的壓降范圍不同。吸收（吸收（mmHmmH2 2O/mO/m）蒸餾（蒸餾（mmHmmH2 2O/mO/m）系統(tǒng)不起泡系統(tǒng)不起泡系統(tǒng)起泡系統(tǒng)起泡常壓或加壓常壓或加壓真空真空20358203565835壓降壓降表

23、面摩擦阻力、形體阻力表面摩擦阻力、形體阻力影響因素：填料特性影響因素：填料特性( (幾何形狀、比表面積、幾何形狀、比表面積、 等等) )，流體物性，流體物性( ( 、 等等) )、操作條件、操作條件( (氣液流量、氣液流量、T T 等等) )。由各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行估算。由各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行估算。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備28/37?？颂匕？颂?(Eckert) (Eckert) 壓降通用關(guān)聯(lián)圖壓降通用關(guān)聯(lián)圖G GG G ,G,GL L ：kg/(mkg/(m2 2.s).s)； u u ：m/sm/s； L L ：mPa.smP

24、a.s； V V , , L L ：kg/mkg/m3 3； W WG G ,W,WL L ：kg/skg/s； ：濕填料因子：濕填料因子( (泛點(diǎn)填料因子泛點(diǎn)填料因子) )，1/m1/m； g g：重力加速度重力加速度 9.81m/s9.81m/s2 2；V Vs s ,L,Ls s ：m m3 3/s/s； ：液體密度校正系數(shù)：液體密度校正系數(shù)( (水與液相密度之比水與液相密度之比 = = / / L L) ) 。橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：505050.VLss.LVGL.LVGLVLWW,GG 或或縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：202202.LLVG.LLVgGgu 或或制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-

25、2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備29/37適用范圍：亂堆填料適用范圍：亂堆填料(Random packings)(Random packings)最上方的三條線(xiàn)分別為弦最上方的三條線(xiàn)分別為弦柵、整砌拉西環(huán)及亂堆填柵、整砌拉西環(huán)及亂堆填料的泛點(diǎn)線(xiàn)。其余為亂堆料的泛點(diǎn)線(xiàn)。其余為亂堆填料的等壓降線(xiàn)。填料的等壓降線(xiàn)。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備30/37 防止液泛：防止液泛：u u0max 0max 0.95u 0.95uF F，設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)取，設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)取u0=0.50.8uF。故正確。故正確估算泛點(diǎn)氣速對(duì)填料塔的設(shè)計(jì)和操作都十分重要。估算泛點(diǎn)氣速對(duì)填料

26、塔的設(shè)計(jì)和操作都十分重要。 填料的種類(lèi)，物系的物性以及氣、液相負(fù)荷等因素對(duì)泛點(diǎn)都填料的種類(lèi)，物系的物性以及氣、液相負(fù)荷等因素對(duì)泛點(diǎn)都有一定的影響。泛點(diǎn)氣速的估算式通常仍是借助于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的影響。泛點(diǎn)氣速的估算式通常仍是借助于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得的各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖。所得的各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖。 對(duì)于散裝填料，目前廣泛采用?？颂貙?duì)于散裝填料，目前廣泛采用埃克特(Eckert)(Eckert)壓降和氣速通壓降和氣速通用關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)曲線(xiàn)。用關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)曲線(xiàn)。 規(guī)整填料有類(lèi)似的泛點(diǎn)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖，可參考有關(guān)文獻(xiàn)。規(guī)整填料有類(lèi)似的泛點(diǎn)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖，可參考有關(guān)文獻(xiàn)。 根據(jù)兩相流動(dòng)參數(shù)即可由?？颂馗鶕?jù)兩相流

27、動(dòng)參數(shù)即可由?？颂?Eckert)(Eckert)關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)線(xiàn)關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)線(xiàn)查縱坐標(biāo)值，若填料因子已知，即可求得泛點(diǎn)氣速。查縱坐標(biāo)值，若填料因子已知，即可求得泛點(diǎn)氣速。 制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備31四、填料塔的附件四、填料塔的附件（一）支承板（一）支承板（二）液體分布器（二）液體分布器制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備32管式管式 管式管式 槽式槽式蓮蓬頭式蓮蓬頭式 盤(pán)式盤(pán)式 盤(pán)式盤(pán)式制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備33/37填料支承裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收集再填料支承裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收集再分

28、布裝置等。分布裝置等。一一 填料填料支承裝置支承裝置作用：支承填料作用：支承填料要求：機(jī)械強(qiáng)度、自由面積要求：機(jī)械強(qiáng)度、自由面積制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備34/37二二 填料壓緊裝置填料壓緊裝置作用：作用：防止填料層的松動(dòng)和跳動(dòng)。防止填料層的松動(dòng)和跳動(dòng)。分類(lèi)：分類(lèi)：填料壓板和床層限制板填料壓板和床層限制板填料壓板：填料壓板：自由放置于填料層上端，自由放置于填料層上端，靠自身重量將填料壓緊。它適用于靠自身重量將填料壓緊。它適用于陶瓷、石墨等制成的易陶瓷、石墨等制成的易發(fā)生破碎的發(fā)生破碎的散裝填料。散裝填料。床層限制板床層限制板：用于金屬、塑料等制

29、成的不易發(fā)生破碎的散裝：用于金屬、塑料等制成的不易發(fā)生破碎的散裝填料及所有規(guī)整填料。床層限制板要固定在塔壁上，為不影填料及所有規(guī)整填料。床層限制板要固定在塔壁上，為不影響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈固定，對(duì)響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈固定，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備35/37三三 液體分布裝置液體分布裝置 液體分布裝置的種類(lèi)多樣，有噴頭式、盤(pán)式、管式、槽式及槽液體分布裝置的種類(lèi)多樣，有噴頭式、盤(pán)式、管式、槽式及槽盤(pán)式等。盤(pán)

30、式等。 噴頭式分布器：液體由半球形噴頭的噴頭式分布器：液體由半球形噴頭的小孔噴出，小孔直徑為小孔噴出，小孔直徑為3 310mm10mm，作同，作同心圈排列，噴灑角心圈排列，噴灑角 8080，直徑為，直徑為(1(1/31/5) )D D。這種分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只。這種分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只適用于直徑小于適用于直徑小于600mm600mm的塔中。因小孔的塔中。因小孔容易堵塞，一般應(yīng)用較少。容易堵塞，一般應(yīng)用較少。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備36/37盤(pán)式分布器盤(pán)式分布器篩孔型分布器、盤(pán)式溢流管式分布器等。分篩孔型分布器、盤(pán)式溢流管式分布器等。分布盤(pán)直徑為塔

31、徑的布盤(pán)直徑為塔徑的0.60.60.80.8倍，適用于倍，適用于D 800mm D 800mm 的塔。的塔。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備37/37管式分布器管式分布器: :由不同結(jié)構(gòu)形式的開(kāi)孔管制成，有排管式、環(huán)管由不同結(jié)構(gòu)形式的開(kāi)孔管制成，有排管式、環(huán)管式等不同形狀。式等不同形狀。 。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，供氣體流過(guò)的自由截面大，阻力小。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，供氣體流過(guò)的自由截面大，阻力小。缺點(diǎn)：小孔易堵塞，彈性一般較小。缺點(diǎn)：小孔易堵塞，彈性一般較小。應(yīng)用：由于液體分布性能優(yōu)越，適合于較多噴淋點(diǎn)和較低液體應(yīng)用：由于液體分布性能優(yōu)越，適合于較多噴淋點(diǎn)和較低

32、液體負(fù)荷的場(chǎng)合；要求物料中無(wú)固體顆粒，在立管進(jìn)料口應(yīng)設(shè)有過(guò)負(fù)荷的場(chǎng)合；要求物料中無(wú)固體顆粒，在立管進(jìn)料口應(yīng)設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)；列管式液體分布器操作彈性好；在高操作彈性的場(chǎng)合，濾網(wǎng)；列管式液體分布器操作彈性好；在高操作彈性的場(chǎng)合，可采用雙排管式液體分布器；適合大、中、小型塔中采用。可采用雙排管式液體分布器；適合大、中、小型塔中采用。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備38/37槽式液體分布器槽式液體分布器:通常由分流槽（主槽或一級(jí)槽）、分布槽通常由分流槽（主槽或一級(jí)槽）、分布槽（副槽或二級(jí)槽）構(gòu)成的。分布槽的槽底（或槽壁）上設(shè)有（副槽或二級(jí)槽）構(gòu)成的。分布槽的槽底

33、（或槽壁）上設(shè)有孔道（或?qū)Ч埽?，將液體均勻分布于填料層上。具有較大的孔道（或?qū)Ч埽?，將液體均勻分布于填料層上。具有較大的操作彈性和極好的抗污堵性，適合于大氣液負(fù)荷及含有固體操作彈性和極好的抗污堵性，適合于大氣液負(fù)荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場(chǎng)合。由于槽式分布器具有優(yōu)懸浮物、粘度大的液體的分離場(chǎng)合。由于槽式分布器具有優(yōu)良的分布性能和抗污堵性能，應(yīng)用范圍非常廣泛。良的分布性能和抗污堵性能，應(yīng)用范圍非常廣泛。制作者：黃德春第七章 蒸餾與吸收設(shè)備7-2 7-2 化工原理蒸餾和吸收塔設(shè)備39/37壁流壁流：液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)的現(xiàn)象。：液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)的現(xiàn)象。結(jié)果結(jié)果：壁流將導(dǎo)致填料層內(nèi)氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。：壁流將導(dǎo)致填料層內(nèi)氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。措施措施：在填料層內(nèi)間隔一定高度設(shè)置液體再分布裝置。：在填料層內(nèi)間隔一定高度設(shè)置液體再分布裝置。截錐式再分布器截錐式再分布器優(yōu)點(diǎn)優(yōu)