人下一层塔盘。依靠溢流堰来保持塔盘上的液层高度。蒸气自下而上穿过筛孔时,分散戚气泡,穿过板上液层。在此过程中进行相际的传热和传质筛板塔盘的特点如下(1)结构简单,制造维修方便。(2)生产能力较大。(3)塔板压力降较低,(4)塔板效率较高,但比浮阀塔盘稍低(5)合理设计的筛板塔可具有适当的操作弹性3.2-3圆泡第(6)小孔径筛板易堵塞,故不宜处理脏的、黏性(二)筛板塔大的和带有固体粒子的料液。筛板塔也是很早出现的一种板式塔。 2C 世纪 50(三)浮阀塔年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌20世纪50年代起,浮啊塔已大量用于工业生握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。与产,以完成加压、常压、诚压下的精馏、吸收、脱吸泡罩塔相比,筛板塔具有下列优点:生产能力大等传质过程。大型浮阔塔的塔径可达 10m,堵高达(20%~40%),塔板效率高(10%~15%),压力降83塔板数有数百块之多(2)低(30%~50%),而且结构筒单,塔盘造价减少浮阀阔塔之所以广泛应用,是由于它具有下列40%左右,安装、维静都较容易。从衡一反长期的冷特点落状况、获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究(1)处理能力大,浮阅在塔盘上可安排得比泡翼还在发展,出现了大孔径筛板(孔径可达 20 ~更紧凌。因此浮阀塔盘的生产能力可比圆形泡端塔盘25mm)、导向筛板等多种型式。提高20%~40%筛板塔盘的示意结构及气液接触快0参见图2-4摸作雄性子浮阀可在一定范围内自由升降以适应气量的变化,而气缝速度几乎不变,因之能在较宽的流量范围内保持高效率。它的操作弹性为 3 ~5,比筛板和舌形塔盘大得多。(3)塔板效率高由于气液接触状态良好,且蒸气以水平方向吹人液层,故雾沫夹带较少。因此塔板效率较高一般情况下比泡罩塔高15%左右4)压力降小气流通过浮阀时,只有一·次收缩、扩大及转弯,故干板压力降比泡罩塔低。在常压008809塔中每层塔盘的压力降一般为 400~666 6Pa。浮阀的型式很多,国内已采用的浮阀,如表 2-2所示,其中常用的是 V-1 型和 V-4 型。浮塔盘操作时的气液流程和泡罩塔相似:蒸气自阀孔上升,顶开阀片,穿过环形缝隙,以水平方向烧板益流理计吹人液层,形成泡沫。。 浮闷能够随著气速的增减在相当宽广的气速范围内自由调节升降,以保持稳定揉作图2-4筛板塔盘上气液接触状况(四)舌形塔及浮动舌形塔筛板塔盘上分为带孔区,无孔区,滋流堰及降液舌形塔是喷射型塔,20世纪60年代开始应用管等几部分。工业塔常用的狮孔孔径为 3 ~8mm,按它是在塔盘板上开有与液流同方间的舌形孔(图 2-5)正三角形排列,孔间距与孔径的比为2.5~5,近年蒸气经舌孔流出时,其沿水平方向的分速度促进了活来有用大孔径(10~25mm)筛板的、它具有制造穿体的流动,阅而在大液量时也不会产生较大的液面落易、不易堵塞等优点,只是漏液点稍离、操作弹性差。由干气液两相呈并流流动,这就大大地减少了雾较小殊夹带。当舌孔气速提商到某一定值时,塔盘上的液与泡罩塔操作情况类似、液体从上一层塔盘的降体被气流喷射成滴状和片状,从而加大了气液接触面液管流下,横向流过塔盘,经溢流堰进入降液管,流积。与泡罩塔相比,其优点是:液面落差小,塔盘上
表2-2浮阀型式及特点型式FI型(V-I型V-4 型简财1.阔孔为文丘里型,阻力小,适于1.操作弹性范国很大,造于中型试1.结构简单,制作方便,省材料特2. 有轻阀(25g)、重阀(33g)两种、减压系统验装置和多种作业的塔点我国有标准(JB1118—812.只有一种轻间(25g)2.结构复杂,重量大,阅重为52g型式学架型简81.性能与V-1 型无显著区别1.性能及用途间V-1型,但结构较复杂特对于处理污垢或易合物料,可能较妇&.国外有做成多层重的3. 造与安装较复杂图2-5舌形塔盘及舌孔形状一三面均口舌片:Ⅱ-拱形舌片:Ⅱ一固定片的几何形液层薄、持液量少,压力降小(药为泡罩塔盘的塔盘的大处理量、低压力降、雾沫夹带小等优点,33%~50%),处理能力大,塔盘结构简单,钢材可有浮阀塔的操作弹性大、效率高、稳定性好等优点:省12%~45%,且安装维修方便:其缺点是:操作缺点是舌片易损坏。弹性小(仅2~4)。塔板效率低,因而使用受到一定(五)穿流式褥板塔限制。穿流式棚板塔(图2-7)属于无溢流装置的板式浮动舌形塔盘也是、种喷射塔盘,其舌片综合了塔,在工业上也得到广泛应用。属于穿流式的还有,浮阀及固定舌片的结构特点(图2-6),因此既有舌形穿流式波纹筛板塔盘、穿流式双孔径筛板塔盘等
成功,因而近年来应用日广穿流式栅板塔的特点如下。(1)结构简单塔盘上无溢流装置,结构比一-般筛板塔盘还简单。因而制造容易,安装维修方便,节A省材料和投资F(2)生产能力大由于没有溢流装置,就节省了降液管所占的塔截面积(一般约占塔盘总面积的15%~30%).所以蒸气流量较大。(3)压力降小开孔率大,孔缝气速可比溢流式塔盘为小,其压力降比泡翠塔小40%~80%,因而可用于真空蒸留(4)污拓不易沉积、孔道不易堵塞可用塑料、陶瓷、石墨等非金属耐腐蚀材料制造5)操作弹性较小能保持较好效率的负荷上下限之比约为1.5~2.0,低于其他板式塔。图2-6浮舌舌片构造《6)塔板效率较低比一般板式塔约低30%~60%。但穿流式塔的孔缝气速较小,雾沫夹带量也小,故塔板间距可缩小,因而在同样的分离条件下塔的总高度与泡罩塔大致相同栅板支承阁流式塔盘上的气液通道可制成长条形栅缝或圆gnaannngnnng形筛孔,,栅缝或筛孔大小可按物料的污垢程瘦、所要求的效率等情况而定,孔缝大,则耐污垢性好、加工容易,但效率较低。栅缝一般宽为 3~ 12mnm、长为100~150mm,常用缝宽为3~5mm。筛孔孔径一般gnonpagnngg为3~10mm,近来有用到25mm的,常用孔径为5~8mm。塔盘开孔率一般为15%~25%,亦有大到10%的,gnnngnanngne格验(六)其他类型塔盘1.导向筛板塔盘导向筛板塔盘的特点是:塔板范盒压力降小,液面落差小,处理能力大,传质效果好,结构较简单,被认为是一一种优良塔型搬板支承圖导向筛板塔盘之所以具有上述优点,是因为它在普通筛板塔盘上采取了两项技术措施(图2-8):其是在筛板上开设了一定数量与液流方向一致的导向孔;其一是在液体进口区设置了鼓泡促进装置。 前者利用导向孔喷出的气流来推动残体减小了液面落差可通过适当安排导向孔来改善液流分布状况,少前提高签板效率可气新与腾图2-7穿流式栅板塔盘穿流式塔盘根据板上开有概缝或筛孔,分别称为穿流式栅板塔或穿流式筛板塔。这种塔盘没有降液管,气液两相同时相向通过栅缝或筛孔,操作时蒸气適过孔缝上升,进人液层,形成泡沫;与蒸气接触后的液体,也不断地通过孔缝液下。)导向孔b)鼓泡促进装这种塔盘由于操作范围窄,直未能推广应用。至 20世纪 50年代初,穿流式栅板塔的工业应用获得图2-8导向筛板塔盘结构10
气流合成了抛物线型的气流,可减少雾沫夹带。鼓泡EEN促进装登使得塔盘进口区的液层变薄,因而易干鼓泡,避免了漏液。从而使整个鼓泡区内气体分布均匀,进雨可增大处理能力和减少塔板压力降2.多降液管筛板塔盘多降液管筛板塔盘的特点是塔板上设置了多个降液管,降被管悬挂于塔板下的气相空间,为此要求降液管能自封。为了使液体分布均匀,相邻两塔盘的降液管方位需互相(图2-9)。图2-10网孔塔盘1一进口堰,2—降液管,3:-塔体:4一塔板;5一挡速板了液体的流程,增加相际接触时间,液流转向时,相际接触表面得到更新:通过对定向切口的适当配,使塔壁附近液流分布情况得到改善,(2)挡沫板不仅用作气液分离,而且能增进相际传质32-9多降液管筛板塔盘)塔板上具有定向切口,它利用高速气流的动多降液管筛板塔盘的主要优点如下能形成喷射状态,因而具有高负荷、低压力降等特(1)单位塔盘面上的鲨流周边长,因而适用于很点。与浮阀塔相比,,蒸气负荷提高35%,液体负荷高的液体负荷。提高40乐力降减少*40%(2)液流路程短,几乎无液面落差,故蒸汽分布(4)造价低廉,仅为罩塔盘的50%均匀。在正常操作时,,孔速较高,因此不易堵塞。(3)省去了降液暂下的受液盘,增加了塔盘有效网孔塔盘是当前最佳塔盘之一,特别适宜于大生鼓泡区面积。能力及真空操作(4)在较宽的气液流景范围内,能有效地控制泡4.Kittel 塔盘Kittel 塔盘是最早利用气相动能沫高度,因此具有较宽的操作弹性和较小的压力降。来强化传质的塔盘。标准Kittel 塔盘(图2-11)是穿(5)泡沫层低,故可采用较小的塔板间距。(6)降液管在结构上增强了塔盘的刚性,故可省去其他支承结构。P多降液管筛板塔盘的塔板效率较低,此系液体流上层塔盘“程短及液体在塔盘上的停留时间不均匀所致,但这-。缺点可从塔板间距的缩小得到补偿,因此对塔的总高下层塔盘a”度影响不大3.网孔塔盘网孔塔盘(图 2-10)属喷射型盘,塔板上方装有倾斜的挡沫板(或称碎流板),塔板与挡沫板均用压延金板网制作,板网有定向切口,挡沫板的底边与塔板之间的间隙为 25 ~50mm。按挡沫板的位量将塔板分成若干区域,在每个区域内又按板网的定向切口方向分成两部分,各相部分的下层塔盘切口方向互相垂直,因此当气体通过塔盘时,使液体在塔盘上的流向多次发生90°的改变(参见图2-10中头所示)。此外,这类塔盘不设出口埋网孔塔盘具有如下优点。(1)盘上液体流向多次发生90°转向,因此延长图 2-11 标准 Kittel 塔盘
流式塔盘,召壁下降至集液精4通过异形接管6及四形降液管租装柜用延金属板网制造、它具有定尚切口西试塔板分块的请到下一层盲般上特殊布置,可利用气体通过切靠高心力强化了气水学办速度由于叶片便气真换转液体流动。在每个单元中,康,故在气運比一般塔盘大1一2倍时,仍具有较小安排便上层塔盘装体的流向是离心的,下层错盘则是间心的,携作时,的雾沫壳带,而且降腋管的负荷也可增大,塔盘的开上层塔盘的液体从中心向塔壁积来,通过外缘的切口孔率大,可允许的气体负药高,并因谦层薄,故压力流人下层塔盘:下层塔靠的液体又从四周聚向中心降较低,操作弹性在4以上,这种塔黑适用于气液真最后从切口流往下一单元,这种塔盘的特点如技快连化学反应吸收等过程,用于除第相提触面得到迅速更新,有利于传质改量:效)由于高心塔盘和向心意的交替我列,雅你区是由相互井列得到自动的再分的角钢组成《圈3),角钢间有适当的离隔,按液带疏方向持列,液体活着角钢带面流向降液管,气体通饺大,板上液层很薄过概整与液体接性,角钢塔盘的优点如下4)具有高的负替能力,因为它有效地利用了气结格筒单,副池方便,固此成本低相动能和雾沫炎带量不2度好,不必另加支承构件就能用于大塔(5)增板有自净作用:不易阴寒男压力降较小,不到带板增的4标连塔盘由6~8块角形的压送全量日塔板效率较高,在正常操作范图内,塔板效板网组耐成,塔板开孔率约为20%左右,商心板率约在70%左右,与向心板间距9mm,单元间的板间距大400mm,塔盘中心有支承柱,5.施流塔盘旋流塔盘是造时型联务2-123。其形状光如风车叶轮图2-13角钢塔盘的相造与换作原理(七)板式塔的比较图2-12剪流塔业各种板式塔之同的比较是一个十分复杂的间题1一百板:2腔流叶路(其24件):8一#很难用一项菌单明了的指标加以衔量,因面所作出的前:4一集液植:5-坐流口25一外形线比较都有一定的相对性。面且,近年来有人认为,不管:7-医形降波管:8-塔型暂谐盘构盂如何。只要在最适宜的条件下即可以达到气流通过听片间歌时产生英转和离心运动:液体良好的操作,从面香认了在塔盘结构上下大动夫的必自盲板中流向各叶片2上,形成薄液层,与能转向上爱生。避是,事实上,增然的结档在一足程度上仍然的气相遇,喷散成小液满,且随着气流旋转,又受影响着撑作的流体力学状态和传思性能的优劣,故面到离心力作用,用肉塔壁8聚成液膜,并因重力作用对它的研究是十分必要的12