7.1板式塔7.1.1概述7.1.2板式塔的類型7.1.3氣體通過(guò)塔板的壓力降7.1.4篩板塔內(nèi)氣液兩相的非理想流動(dòng)7.1.5不正常操作現(xiàn)象7.1.6塔板負(fù)荷性能圖7.1.1概述一、板式塔的設(shè)計(jì)意圖1.在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸，為傳質(zhì)過(guò)程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，以減小傳質(zhì)阻力；2.在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供較大的傳質(zhì)推動(dòng)力。板式塔：總體上氣液呈逆流流動(dòng)；

每塊塔板上呈均勻錯(cuò)流。二、氣液兩相接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)穩(wěn)定的氣泡表面泡沫接觸狀態(tài)更新的液膜表面噴射接觸狀態(tài)更新的液滴表面1.鼓泡接觸狀態(tài)液體——連續(xù)相氣體——分散相兩相接觸面積：氣泡表面2.泡沫接觸狀態(tài)液體——連續(xù)相氣體——分散相兩相接觸面積：不斷更新的液膜表面氣體——連續(xù)相液體——分散相兩相接觸面積：不斷更新的液滴表面3.噴射接觸狀態(tài)7.1.2板式塔的類型一、泡罩塔二、篩板塔篩板塔的主要結(jié)構(gòu)及功能：篩孔——提供氣體上升的通道；2.溢流堰——維持塔板上一定高度的液層，以保證在塔板上氣液兩相有足夠的接觸面積；3.降液管——作為液體從上層塔板流至下層塔板的通道。三、浮閥塔三種塔板的比較:1.生產(chǎn)能力：篩板>浮閥>泡罩；2.壓降：泡罩>浮閥>篩板；3.操作彈性：浮閥>泡罩>篩板；4.造價(jià)：泡罩>浮閥>篩板；5.板效率：浮閥、篩板相當(dāng)>泡罩。四、其他類型塔板1.舌形塔板與浮動(dòng)舌形塔板2.導(dǎo)向篩板3.ADV浮閥塔板ADV塔盤的鼓泡狀態(tài)7.1.3氣體通過(guò)塔板的壓力降氣量↑→ΔHt↑液量↑→ΔHt↑板結(jié)構(gòu)：開孔率↑→u0↓

→ΔHt↓總壓力降：ΔHt=h0+he干板壓降h0液層阻力he壓降由兩部分構(gòu)成影響因素液沫夾帶氣泡夾帶氣體液體反向流動(dòng)不均勻流動(dòng)7.1.4篩板塔內(nèi)氣液兩相的非理想流動(dòng)一、液沫夾帶氣量↑→夾帶量↑板間距HT↓→夾帶量↑要求液沫夾帶量eG≯0.1kg液沫/kg干氣主要影響因素二、氣泡夾帶原因：液體在降液管中停留時(shí)間過(guò)短，氣泡來(lái)不及解脫，而被液體卷入下層塔板。三、氣體沿塔板的不均勻流動(dòng)1.液面有落差和液層波動(dòng)，引起氣體分布不均勻；2.液層厚，阻力大，氣速??；3.液層薄，阻力小，氣速大。四、液體沿塔板的不均勻流動(dòng)7.1.5不正常操作現(xiàn)象定義：液體進(jìn)塔量大于出塔量，結(jié)果使塔內(nèi)不斷積液，直至塔內(nèi)充滿液體，破壞塔內(nèi)正常操作，稱為液泛。一、液泛液泛包括：夾帶液泛、溢流液泛。1.夾帶液泛原因：由液沫夾帶引起—?dú)馑龠^(guò)大。與板間距HT有關(guān)：HT↑

→uF↑與液量有關(guān)：VL↑

→uF↓與物系性質(zhì)有關(guān)：易發(fā)泡，uF↓影響液泛氣速uF的因素：適宜氣速：u=(0.7～0.8)uF

u/uF——液泛分率

2.溢流液泛（降液管液泛）原因：由降液管通過(guò)液體能力不夠而引起——液量過(guò)大。綜上所述，造成液泛的原因主要是液量過(guò)大、板壓降過(guò)大（即氣量過(guò)大）或降液管堵塞。氣量過(guò)??；塔板開孔率大。二、嚴(yán)重漏液當(dāng)氣體孔速過(guò)小或氣體分布不均勻時(shí)，使有的篩孔無(wú)氣體通過(guò)，從而造成液體短路，大量液體由篩孔漏下。產(chǎn)生原因7.1.6塔板負(fù)荷性能圖一、漏液線 由發(fā)生漏液時(shí)的干板壓降計(jì)算。二、液體流量下限線 由how=6mm

確定。三、液體流量上限線 由液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間τ=3

5s計(jì)算。四、（溢流）液泛線

由Hd=

(HT+hw)確定。五、過(guò)量液沫夾帶線

由液沫夾帶量eG=0.1kg液沫/kg干氣確定。7.2填料塔7.2.1 填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性7.2.2填料塔的水力學(xué)特性7.2.3板式塔與填料塔比較7.2.1填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性一、填料塔結(jié)構(gòu)及作用1.填料層——提供氣液接觸的場(chǎng)所。2.液體分布器——均勻分布液體，以避免發(fā)生溝流現(xiàn)象。3.液體再分布器——避免壁流現(xiàn)象發(fā)生。4.支承板——支承填料層，使氣體均勻分布。5.除沫器——防止塔頂氣體出口處夾帶液體。二、填料作用及特性1.填料作用（1）提供氣液接觸面；（2）強(qiáng)化氣體湍動(dòng)，降低氣相傳質(zhì)阻力；（3）更新液膜表面，降低液相傳質(zhì)阻力。2.填料特性（1）比表面積a

定義：?jiǎn)挝欢逊e體積所具有的表面積，

[m2/m3]、[1/m]。（2）空隙率

定義：?jiǎn)挝惑w積填料中所具有的空隙體積，

[m3/m3]。（3）干填料因子a/

3與（濕）填料因子

（濕）填料因子——液泛條件下測(cè)得的a/

3

。（4）堆積密度ρP

單位體積填料所具有的質(zhì)量，[kg/m3]。氣體短路壁流現(xiàn)象嚴(yán)重三、常用填料材料：陶瓷、金屬、塑料堆放：整砌、亂堆環(huán)形（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）鞍形（矩鞍形、弧鞍形）波紋形（板波紋、網(wǎng)狀波紋）形狀拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)

環(huán)板波紋絲網(wǎng)波紋鞍形環(huán)槽式液體分布器7.2.2填料塔的水力學(xué)特性一、氣體通過(guò)填料層的壓降L↑，空隙率ε↓，氣體流通通道減小，同一氣速下，噴淋密度大，壓降大。L——載點(diǎn)F——泛點(diǎn)

L=0干填料1.恒持液量區(qū)L點(diǎn)以上，u大，阻礙液體順暢下流，持液量增加，此為攔液現(xiàn)象，出現(xiàn)攔液現(xiàn)象時(shí)的氣速為載點(diǎn)氣速，超過(guò)載點(diǎn)氣速后，ΔP∝u>2.0。L點(diǎn)以下，u小，氣液流動(dòng)幾乎與氣速無(wú)關(guān)。ΔP∝u1.8

2.0，且基本與干填料平行。2.載液區(qū)

u↑↑，液體在塔內(nèi)積累而發(fā)生液泛，此時(shí)的氣速稱泛點(diǎn)氣速。ΔP

u斜率急劇增加,使填料塔不能正常操作。3.液泛區(qū)液泛、淹塔二、泛點(diǎn)氣速的計(jì)算應(yīng)用：求泛點(diǎn)氣速根據(jù)允許壓降值計(jì)算空塔氣速或根據(jù)空塔氣速計(jì)算壓降。常壓塔：ΔP=15~50mmH2O/m填料；真空塔：ΔP<8mmH2O/m填料此圖顯示出壓降與泛點(diǎn)、填料因子、液汽比等參數(shù)的關(guān)系。三、持液量定義：操作時(shí)單位體積填料層內(nèi)持有的液體體積?？偝忠毫浚o持液量與動(dòng)持液量之和）靜持液量：指填料層靜止接受噴淋液體并經(jīng)過(guò)規(guī)定的滴液時(shí)間后，仍然停留在填料層中的液體量。動(dòng)持液量：指一定噴淋條件下持于填料層中的液體總量與靜持液量之差。

7.2.3板式塔