宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 第四章蒸馏和吸收塔设备 蒸馏和吸收塔的类型:板式塔与填料塔(处理量大用板式塔,处理量小多采用填料塔)本章重 点:介绍板式塔的塔板类型、分析操作特点并讨论浮阌塔的设 第一节板式塔 结构同书 板式塔结构简图 泡罩塔板示意图 1—气体出口 2一液体入口 3一塔壳 4一塔板 5一降液管 6一出口溢流堰; 7—气体入口 8一液体出口。 板式塔的优点:空塔速度较高、生产能力较大、板式塔效率稳定、造价低、检修清理方便
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 1/10 第四章 蒸馏和吸收塔设备 一. 蒸馏和吸收塔的类型：板式塔与填料塔（处理量大用板式塔，处理量小多采用填料塔）本章重 点：介绍板式塔的塔板类型、分析操作特点并讨论浮阀塔的设计。 第一节 板式塔 一. 结构同书 板式塔结构简图 泡罩塔板示意图 1—气体出口； 2—液体入口； 3—塔壳； 4—塔板； 5—降液管； 6—出口溢流堰； 7—气体入口； 8—液体出口。 二.板式塔的优点：空塔速度较高、生产能力较大、板式塔效率稳定、造价低、检修清理方便
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 4.1.1塔板类型及性能评价 塔板类型 气相 液相 气相 浮动喷射塔板示意图 浮舌塔板示意图 二.塔板的性能评价 塔板负荷性能图 2/
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 2/10 4.1.1 塔板类型及性能评价 一. 塔板类型 气 相 气 相 液 相 液 相 浮动喷射塔板示意图 浮舌塔板示意图 二.塔板的性能评价 塔板负荷性能图
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 4.1.2塔板的流体力学性能 4.1.3板式塔的设计 工艺计算:塔高、塔径及塔板上主要部件工艺尺寸的计算,流体力学验算,最后画出塔板的操作 负荷性能图。 浮塔板结构参数 h一出口堰高,m:h,—堰上液层高度,m;h一降液管底隙高度,m;h1一进口堰与 降液管间的水平距离,m:h一进口堰高,m:H一降液管中清液层高度,m:Hr 板间距,m;l—堰长,m;W一弓形降液管宽度,m:D—塔径,m;R一鼓 泡区半径,m:x一鼓泡区宽度的,m:t-同一横排的阀孔中心距,m 浮阀塔工艺尺寸的计算 塔高 Z 式中 Z一塔高,[m N,一塔内所需的理论板层数 Ex一总板效率 Hx一塔板间距,[m]
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 3/10 4.1.2 塔板的流体力学性能 4.1.3 板式塔的设计 工艺计算：塔高、塔径及塔板上主要部件工艺尺寸的计算，流体力学验算,最后画出塔板的操作 负荷性能图。 浮塔板结构参数 w h —出口堰高， m ； ow h —堰上液层高度， m ； o h —降液管底隙高度， m ； 1 h —进口堰与 降液管间的水平距离， m ； ' w h —进口堰高， m ； H d —降液管中清液层高度， m ； H T — 板间距， m ； W l —堰长， m ； Wd —弓形降液管宽度， m ； D —塔径， m ； R —鼓 泡区半径， m ； x —鼓泡区宽度的 2 1 ，m ； t —同一横排的阀孔中心距， m 。 一. 浮阀塔工艺尺寸的计算 1. 塔高 T T T H E N Z = 式中 Z —塔高， m ； N T —塔内所需的理论板层数； ET —总板效率； H T —塔板间距， m
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 2.塔径 V,一塔内气体流量, u一空气气速,[m/s 阻力F 浮力Fb 重力 重力沉降示意图 Fd Fb=-dp psg 气液相对速度,[m/]。当液滴在气流中悬浮不动时l=ma,变成极限空塔气速,[m/]。 塔径D→l→lnax c=ca u=(06~0.8) 20 溢流堰 3.溢流装置 圆形 溢流管 弓形 二.浮阀塔板的流体力学验算 1.气体通过浮阀塔板的压强降 气体通过一层浮阀塔板时的压强降应为:(习惯上折合成塔内液柱高度) h=h +h,+h 4/1
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 4/10 2.塔径 u V D s 4 = 式中 V s —塔内气体流量， s m 3 ； u —空气气速， m s。 阻 力 浮 力 重 力 重力沉降示意图 2 2 u Fd A = N F d g b 3 6 = F d g g s 3 6 = u —气液相对速度， m s 。当液滴在气流中悬浮不动时 m ax u = u ，变成极限空塔气速， m s。 塔径 m ax D →u →u 0.2 2 0 2 0 = c c ( ) m ax u = 0.6 ~ 0.8 u 溢流堰 3．溢流装置 圆形 溢流管 弓形 二.浮阀塔板的流体力学验算 1. 气体通过浮阀塔板的压强降 气体通过一层浮阀塔板时的压强降应为：（习惯上折合成塔内液柱高度） p p p p p = c + l + h h h h p = c + l +
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 2.液泛:为使液体能由上层塔板稳定的流入下层塔板,降液管内必须维持一定高度的液柱 降液管内的清夜层高度H为: H≤叭(H1x+h) 3.雾沫夹带 通常用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带量的指标。此值称 为泛点百分数或称泛点率。 雾沫夹带量达到规定的指标即er<0.1(液)k(气) +136,Z 泛点率 PL-Pr 100 KCEAb 取两者大者为验算的依据 或泛点率 100 0.7 8KCA 若上二式之一算得的泛点率不在规定范围以内,则应当调整有关参数。 4.漏夜 取阀孔动能因数F=5~6作为控制漏夜量的操作下限,此时,漏夜量接近10% 5.流体力学验算结束后,还应绘出负荷性能图 4.1.4塔板效率 、塔板效率的表示方法 1.总板效率E又称全塔效率,指达到指定分离效果所需理论板层数与实际板层数的比值。 N E 总板效率简单地反映了整个塔内的平均传质效果 2.单板效率E,又称为默弗里板效率,是指气相或液相经过一层塔板前后的实际组成变化与经 过该层塔板前后的理论组成变化的比值。 按气相组成变化表示的单板效率为:Eu,=2-y 按液相组成变化表示的单板效率为:En=一x
宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 5/10 2. 液泛：为使液体能由上层塔板稳定的流入下层塔板，降液管内必须维持一定高度的液柱。 降液管内的清夜层高度 H d 为： d p L d H = h + h + h ( ) d T W H H + h 3. 雾沫夹带 通常用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带量的指标。此值称 为泛点百分数或称泛点率。 雾沫夹带量达到规定的指标即 e kg V 0.1 (液) kg (气) 1 0 0% 0.7 8 1 0 0% 1.3 6 − = + − = F T L V V s F b s L L V V s K C A V K C A V L Z 或泛点率 泛点率 取两者大者为验算的依据 若上二式之一算得的泛点率不在规定范围以内，则应当调整有关参数。 4. 漏夜 取阀孔动能因数 5 ~ 6 F0 = 作为控制漏夜量的操作下限，此时，漏夜量接近 10% 。 5. 流体力学验算结束后，还应绘出负荷性能图。 4.1.4 塔板效率 一、塔板效率的表示方法 1. 总板效率 ET 又称全塔效率，指达到指定分离效果所需理论板层数与实际板层数的比值。 P T T N N E = 总板效率简单地反映了整个塔内的平均传质效果。 2. 单板效率 E M 又称为默弗里板效率，是指气相或液相经过一层塔板前后的实际组成变化与经 过该层塔板前后的理论组成变化的比值。 按气相组成变化表示的单板效率为： 1 1 + + − − = n n n n M V y y y y E 按液相组成变化表示的单板效率为： − − − − = n n n n M L x x x x E 1 1