板式塔的結(jié)構(gòu)及工作原理

1、 板式塔的知識培板式塔的知識培 訓(xùn)訓(xùn) 苯加氫焦油加工廠-裝備科 1.1 板式塔板式塔一、板式塔類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)一、板式塔類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)二、塔板的流體力學(xué)性能二、塔板的流體力學(xué)性能三、三、 塔徑和塔高的估算塔徑和塔高的估算四、塔板負(fù)荷性能圖四、塔板負(fù)荷性能圖五、塔板設(shè)計要點(diǎn)五、塔板設(shè)計要點(diǎn)一、板式塔類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：一、板式塔類型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：第第一一章章 氣氣-液傳質(zhì)設(shè)備液傳質(zhì)設(shè)備 填填料料塔塔板板式式塔塔塔塔設(shè)設(shè)備備 有有溢溢流流塔塔板板 溢溢流流堰堰降降液液管管溢溢流流裝裝置置 齒齒形形堰堰平平頂頂堰堰平頂型平頂型溢流堰溢流堰降液降液管管降降液液管管受液區(qū)受液區(qū)開孔開孔區(qū)區(qū)1.1 板式塔

2、板式塔 階梯型流階梯型流型流型流多流型多流型單流型單流型液流形式液流形式U 受液盤 單流型 雙流型 受液盤 U 流型 受液盤階梯型流 。雙流型塔板雙流型塔板1.1 板式塔板式塔 其其它它型型：浮浮閥閥型型篩篩孔孔型型泡泡罩罩型型有溢流塔板又分為：有溢流塔板又分為：1.1 板式塔板式塔優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：彈性大、操作穩(wěn)定可靠。彈性大、操作穩(wěn)定可靠。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，液泛氣速結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，液泛氣速 低，故生產(chǎn)能力較小。低，故生產(chǎn)能力較小。 1.1 板式塔板式塔 其它型：其它型：浮閥型浮閥型篩孔型篩孔型泡罩型泡罩型 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價低、壓降小、生產(chǎn)能結(jié)構(gòu)簡單

3、、造價低、壓降小、生產(chǎn)能 力大、操作彈性可達(dá)力大、操作彈性可達(dá)23、 其它型：其它型：浮閥型浮閥型篩孔型篩孔型泡罩型泡罩型1.1 板式塔板式塔特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上較泡罩簡單，比篩板復(fù)雜，操作彈性大、結(jié)構(gòu)上較泡罩簡單，比篩板復(fù)雜，操作彈性大、 生產(chǎn)能力大。生產(chǎn)能力大。 其它型：其它型：浮閥型浮閥型篩孔型篩孔型泡罩型泡罩型10.1 板式塔板式塔氣氣液液接接觸觸方方式式有有三三種種： 噴噴霧霧接接觸觸狀狀態(tài)態(tài)泡泡沫沫接接觸觸狀狀態(tài)態(tài)鼓鼓泡泡接接觸觸狀狀態(tài)態(tài)氣氣液液兩兩相相在在設(shè)設(shè)備備中中要要有有良良好好的的接接觸觸：接接觸觸充充分分，接接觸觸面面要要大大，相相界界面面不不斷斷更更新新1.1 板式塔板式

4、塔1 嚴(yán)嚴(yán)重重漏漏液液2 過過量量的的液液沫沫夾夾帶帶3 液液泛泛4 塔塔板板上上的的液液面面落落差差5 塔塔板板上上液液體體的的返返混混6 氣氣體體通通過過塔塔板板的的壓壓降降7液液體體停停留留時時間間二、塔板的流體力學(xué)性能二、塔板的流體力學(xué)性能1 嚴(yán)嚴(yán)重重漏漏液液 2 過過量量的的液液沫沫夾夾帶帶 不不良良后后果果：降降低低板板效效，嚴(yán)嚴(yán)重重時時使使板板上上不不能能積積液液，是是塔塔 不不良良的的操操作作現(xiàn)現(xiàn)象象之之一一。產(chǎn)產(chǎn)生生的的原原因因：氣氣速速過過小小，或或氣氣體體分分布布嚴(yán)嚴(yán)重重不不均均、液液體體分分布布嚴(yán)嚴(yán)重重不不均均。不不良良后后果果： （1）降降低低板板效效、 （2）將將不

5、不揮揮發(fā)發(fā)性性物物質(zhì)質(zhì)逐逐板板送送至至塔塔頂頂造造成成產(chǎn)產(chǎn)品品污污染染， （3）嚴(yán)嚴(yán)重重時時造造成成液液泛泛。 產(chǎn)產(chǎn)生生的的原原因因：氣氣體體輸輸送送夾夾帶帶 飛飛濺濺夾夾帶帶 有溢流塔板 有溢流塔板5、 板上液體的返混板上液體的返混 6、 氣體通過塔板的壓降氣體通過塔板的壓降 7液體在降液管內(nèi)的停留時間液體在降液管內(nèi)的停留時間 35s氣氣速速上上限限為為泛泛點(diǎn)點(diǎn)氣氣速速，用用 uF表表示示，由由經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)式式計計算算或或圖圖查查取取。Fuu)8 . 06 . 0( TeHNZ HT與與塔塔徑徑之之間間的的關(guān)關(guān)系系如如表表 1 所所示示： 表表 1 板板間間距距參參考考數(shù)數(shù)值值塔塔徑徑 D(m)

6、0.30.60.61.01.02.02.04.04.06.0板板間間距距 HT (mm)200350250400250600300600400800uVDG 4 三、三、 塔徑和塔高的估算塔徑和塔高的估算過量液沫夾帶線正正常常操操作作區(qū)區(qū)操作彈性=氣量上限/氣量下限操作彈性要求大于 23四、塔板負(fù)荷性能圖四、塔板負(fù)荷性能圖V1）負(fù)荷性能圖中各線的意）負(fù)荷性能圖中各線的意義義霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1 液泛線（線液泛線（線2） 液相負(fù)荷上限線（線液相負(fù)荷上限線（線3） 漏液線（氣體流量下限線，線漏液線（氣體流量下限線，線4） 液相負(fù)荷下限線（線液相負(fù)荷下限線（

7、線51，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。 五五、塔塔板板設(shè)設(shè)計計要要點(diǎn)點(diǎn) 設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容：板板型型：篩篩板板、浮浮閥閥等等 板板上上液液流流型型式式：單單流流、雙雙流流等等 板板間間距距HT 塔塔徑徑D 板板上上結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：開開孔孔情情況況、溢溢流流裝裝置置結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 設(shè)設(shè)計計方方法法： 根根據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)選選定定一一些些結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)參參數(shù)數(shù)設(shè)設(shè)計計其其他他參參數(shù)數(shù)校校核核各各項(xiàng)項(xiàng)流流體體力力學(xué)學(xué)性性能能畫畫負(fù)負(fù)荷荷性性能能圖圖 若若流流體體力力學(xué)學(xué)性性能能不不好好，則則調(diào)調(diào)整整相相應(yīng)應(yīng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)參參數(shù)數(shù) 安定區(qū)受液盤單流型六、塔板類型六、塔板類型a）泡罩

8、塔板b）篩孔塔板c）浮閥塔板d）舌型塔板 e）斜孔塔板 一）、塔板性能比較 塔板類型 相對生產(chǎn)能力 相 對板效率 操作范圍 壓強(qiáng) 降 結(jié)構(gòu)成本 泡罩板 1.0 1.0 10100 高 復(fù)雜 1.0 篩板 1.21.4 1.1 35100 低 簡單 浮閥板 1.21.3 1.11.2 10100 中 一般 舌型塔板 1.31.5 01.1 50100 低 最簡單 斜孔板 1.51.8 1.1 30100 低 簡單 0.5 0.40.5 0.70.80.50.6 七、塔板的比較七、塔板的比較 二、各種塔板的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍比較優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 適用范圍 塔板類型 泡罩板 較成熟，操 作范圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻

9、力大，生產(chǎn)能力低 某些要求彈性好 的特殊塔 浮閥板 效率高，操 作范圍寬 采用不銹鋼，浮閥易脫落 分離要求高,負(fù)荷變化大;原油常壓分餾塔 篩板 效率較高， 成本低 安裝要求水平,易堵,操作范圍窄 分離要求高,塔板較多;化工中丙烯塔 舌型板 結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)能力大 操作范圍窄，效率較低 分離要求較低的閃蒸塔 斜孔板 生產(chǎn)能力大,效率高 操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄 分離要求高，生產(chǎn)能力大 圖片八八、板式塔的流體力學(xué)性質(zhì)、板式塔的流體力學(xué)性質(zhì)1、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) 兩相接觸面積為氣泡表面兩相接觸面積為氣泡表面 1）鼓泡接觸狀態(tài)）鼓泡接觸狀態(tài)傳質(zhì)表面面積很大的液膜傳質(zhì)表面

10、面積很大的液膜2）泡沫接觸狀態(tài)）泡沫接觸狀態(tài) 兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面 3）噴射接觸狀態(tài)）噴射接觸狀態(tài) 2、氣體通過塔板的壓降、氣體通過塔板的壓降 保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。干板壓降克服板上泡沫層的靜壓形成氣液界面的能量消耗通過液層的摩擦阻力損失液層阻力板數(shù)設(shè)備費(fèi)能耗操作費(fèi)壓降增大接觸時間板效率塔釜溫度塔板壓降九九、板式塔的操作特性、板式塔的操作特性 1、塔板上的異常操作現(xiàn)象、塔板上的異常操作現(xiàn)象漏液兩相在塔板上的接觸時間板效率控制：控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量達(dá)到10%的氣體速度。板式塔操作的氣速下限原因：原因：氣速太小、板面上液面落差引起的氣流分布不均勻2、塔板上的液面落差、塔板上的液面落差 液面落差塔板進(jìn)、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴(yán)重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關(guān)。漏液狀態(tài)漏液狀態(tài)3）液沫夾帶）液沫夾帶現(xiàn)象及處理影響因素影響因素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減