化工原理第11章四川大學

1、第十一章 氣液傳質設備Chapter 11 Mass Transfer Equipments第十一章 氣液傳質設備Chapter 11 Mass Transfer Equipments概述概述（Introduction）概述概述（Introduction） 氣液傳質設備的基本功能：氣液傳質設備的基本功能：形成氣液兩相充分接觸的形成氣液兩相充分接觸的相界面，使質、熱的傳遞相界面，使質、熱的傳遞快速有效地進行，接觸混快速有效地進行，接觸混合與傳質后的氣、液兩相合與傳質后的氣、液兩相能及時分開，互不夾帶等。能及時分開，互不夾帶等。氣液傳質設備的分類：氣液傳質設備的種類很多，按接觸氣液傳質設備的分類：

2、氣液傳質設備的種類很多，按接觸方式可分為連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）和逐級接觸方式可分為連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）和逐級接觸式（板式塔）兩大類，在吸收和蒸餾操作中應用極廣式（板式塔）兩大類，在吸收和蒸餾操作中應用極廣 。填料塔填料塔填料塔填料塔在圓柱形殼體內裝填一定高度的在圓柱形殼體內裝填一定高度的填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上，依靠重力分布于填料層頂部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填料層后自塔底排出；氣體則在壓料層后自塔底排出；氣體則在壓強差推動下穿過填料層的空隙，強差推動下穿過填料層的空隙，由塔的一端流向另一

3、端。氣液在由塔的一端流向另一端。氣液在填料表面接觸進行質、熱交換，填料表面接觸進行質、熱交換，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。 溶劑溶劑填料塔填料塔氣體氣體散裝填料散裝填料塑料鮑爾環(huán)填料塑料鮑爾環(huán)填料規(guī)整填料規(guī)整填料 塑料絲網(wǎng)波紋填料塑料絲網(wǎng)波紋填料 板式塔板式塔板式塔板式塔在圓柱形殼體內按一定間距水平在圓柱形殼體內按一定間距水平設置若干層塔板，液體靠重力作設置若干層塔板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排出，各層塔板上保持有一定厚排出，各層塔板上保持有一定厚度的流動液層；氣體則在壓強差度的流動液層；氣體則在壓強差的推動下，自塔底向上依次

4、穿過的推動下，自塔底向上依次穿過各塔板上的液層上升至塔頂排出。各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內逐板接觸進行質、氣、液在塔內逐板接觸進行質、熱交換，故兩相的組成沿塔高呈熱交換，故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。階躍式變化。板式塔板式塔溶劑溶劑氣體氣體DJ DJ 塔盤塔盤 新型塔板、新型塔板、填料填料填料塔和板式塔的主要對比填料塔和板式塔的主要對比填料塔和板式塔的主要對比填料塔和板式塔的主要對比板式塔板式塔填料塔填料塔壓降壓降較大較大小尺寸填料較大；大尺寸填料及規(guī)整小尺寸填料較大；大尺寸填料及規(guī)整填料較小填料較小空塔氣速空塔氣速較大較大小尺寸填料較小；大尺寸填料及規(guī)整小尺寸填料較小；大尺寸

5、填料及規(guī)整填料較大填料較大塔效率塔效率較穩(wěn)定，效率較高較穩(wěn)定，效率較高傳統(tǒng)填料低；新型亂堆及規(guī)整填料高傳統(tǒng)填料低；新型亂堆及規(guī)整填料高持液量持液量較大較大較小較小液氣比液氣比適應范圍較大適應范圍較大對液量有一定要求對液量有一定要求安裝檢修安裝檢修較易較易較難較難材質材質常用金屬材料常用金屬材料金屬及非金屬材料均可金屬及非金屬材料均可造價造價大直徑時較低大直徑時較低新型填料投資較大新型填料投資較大填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸餾操作，不同的使用場合需填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸餾操作，不同的使用場合需根據(jù)各自的特點或優(yōu)缺點進行綜合比較與選擇。根據(jù)各自的特點或優(yōu)缺點進行綜合比較與選擇。從填料塔和

6、板式塔主要的對比情況可以看出，新型填料及規(guī)從填料塔和板式塔主要的對比情況可以看出，新型填料及規(guī)整填料塔顯示出了較強的競爭力。整填料塔顯示出了較強的競爭力。 塔型選擇塔型選擇塔型選擇塔型選擇過去，塔徑在過去，塔徑在0.60.70.60.7米以上的塔，一般優(yōu)先選用板式塔。米以上的塔，一般優(yōu)先選用板式塔。近年來，隨著低壓降高效率輕材質填料的不斷開發(fā)，許多大塔近年來，隨著低壓降高效率輕材質填料的不斷開發(fā)，許多大塔也開始采用各種新型填料作為傳質構件，顯示了明顯的優(yōu)越性。也開始采用各種新型填料作為傳質構件，顯示了明顯的優(yōu)越性。（1 1）生產(chǎn)能力）生產(chǎn)能力 即為單位時間單位塔截面上的處理量；即為單位時間單位

7、塔截面上的處理量；（2 2）分離效率）分離效率 對板式塔指每層塔板的分離程度；對填料塔指單位對板式塔指每層塔板的分離程度；對填料塔指單位高度填料層所達到的分離程度；高度填料層所達到的分離程度；（3 3）操作彈性）操作彈性 指在負荷波動時維持操作穩(wěn)定且保持較高分離效率指在負荷波動時維持操作穩(wěn)定且保持較高分離效率的能力，通常以最大氣速負荷與最小氣速負荷之比表示；的能力，通常以最大氣速負荷與最小氣速負荷之比表示；（4 4）壓強降）壓強降 指氣相通過每層塔板或單位高度填料的壓強降；指氣相通過每層塔板或單位高度填料的壓強降；（5 5）結構繁簡及制造成本。）結構繁簡及制造成本。實際應用中，上述各項指標的重

8、要性和優(yōu)選順序因其具體情況的差實際應用中，上述各項指標的重要性和優(yōu)選順序因其具體情況的差異而會有所不同。異而會有所不同。 選擇塔型或進行塔設備評價，主要需考慮以下幾個方面的選擇塔型或進行塔設備評價，主要需考慮以下幾個方面的基本性能指標：基本性能指標：板式塔板式塔 Plate (tray) tower板式塔板式塔 Plate (tray) tower 塔板類型塔板類型 塔板是板式塔的基本構件，對塔的基本性能有著決定性作用。塔板是板式塔的基本構件，對塔的基本性能有著決定性作用。液液相相降液管降液管堰堰氣相氣相溢流塔板（錯流式塔板）：塔板間溢流塔板（錯流式塔板）：塔板間有專供液體溢流的降液管（也稱溢

9、有專供液體溢流的降液管（也稱溢流管），橫向流過塔板的流體與由流管），橫向流過塔板的流體與由下而上穿過塔板的氣體呈錯流或并下而上穿過塔板的氣體呈錯流或并流流動。板上液體的流徑與液層的流流動。板上液體的流徑與液層的高度可通過適當安排降液管的位置高度可通過適當安排降液管的位置及堰的高度給予控制，從而可獲得及堰的高度給予控制，從而可獲得較高的板效率，但降液管將占去塔較高的板效率，但降液管將占去塔板的傳質有效面積，影響塔的生產(chǎn)板的傳質有效面積，影響塔的生產(chǎn)能力。能力。 有降液管的溢流式塔板應用很廣，按塔板的具體結構形式可分為：有降液管的溢流式塔板應用很廣，按塔板的具體結構形式可分為：泡罩塔板、篩孔塔板、

10、浮閥塔板、網(wǎng)孔塔板、舌形塔板等等。泡罩塔板、篩孔塔板、浮閥塔板、網(wǎng)孔塔板、舌形塔板等等。塔板類型塔板類型塔板類型塔板類型 逆流塔板（穿流式塔板）：塔板逆流塔板（穿流式塔板）：塔板間沒有降液管，氣、液兩相同時間沒有降液管，氣、液兩相同時由塔板上的孔道或縫隙逆向穿流由塔板上的孔道或縫隙逆向穿流而過，板上液層高度靠氣體速度而過，板上液層高度靠氣體速度維持。這種塔板結構簡單，板上維持。這種塔板結構簡單，板上無液面差，板面充分利用，生產(chǎn)無液面差，板面充分利用，生產(chǎn)能力較大，但板效率及操作彈性能力較大，但板效率及操作彈性通常不及溢流塔板。通常不及溢流塔板。與溢流式塔板相比，逆流式塔板應用范圍小得多，常與溢

11、流式塔板相比，逆流式塔板應用范圍小得多，常見的板型有篩孔式、柵板式、波紋板式等。見的板型有篩孔式、柵板式、波紋板式等。液相液相氣相氣相泡罩塔板（泡罩塔板（ Bubble-cap TrayBubble-cap Tray ）泡罩塔板（泡罩塔板（ Bubble-cap TrayBubble-cap Tray ）泡罩塔板是最早（泡罩塔板是最早（18131813年）在年）在工業(yè)上應用的一種塔板，其主要工業(yè)上應用的一種塔板，其主要元件由升氣管和泡罩構成，泡罩元件由升氣管和泡罩構成，泡罩安裝在升氣管頂部，泡罩底緣開安裝在升氣管頂部，泡罩底緣開有若干齒縫浸入在板上液層中，有若干齒縫浸入在板上液層中，升氣管頂部

12、應高于泡罩齒縫的上升氣管頂部應高于泡罩齒縫的上沿，以防止液體從中漏下。沿，以防止液體從中漏下。操作時，液體橫向通過塔板經(jīng)溢流堰流入降液管。氣體則沿升氣操作時，液體橫向通過塔板經(jīng)溢流堰流入降液管。氣體則沿升氣管上升折流經(jīng)泡罩齒縫分散進入液層，形成兩相混合的鼓泡區(qū)。管上升折流經(jīng)泡罩齒縫分散進入液層，形成兩相混合的鼓泡區(qū)。由于有升氣管，泡罩塔板即使在低氣速下操作，也不致產(chǎn)生嚴重由于有升氣管，泡罩塔板即使在低氣速下操作，也不致產(chǎn)生嚴重的漏液現(xiàn)象。的漏液現(xiàn)象。泡罩塔板操作穩(wěn)定，彈性大，在工業(yè)生產(chǎn)中曾是一種廣為應用的泡罩塔板操作穩(wěn)定，彈性大，在工業(yè)生產(chǎn)中曾是一種廣為應用的板型。其缺點是結構復雜，造價高，塔

13、板壓降大，生產(chǎn)強度低，板型。其缺點是結構復雜，造價高，塔板壓降大，生產(chǎn)強度低，近幾十年逐漸被篩孔塔板、浮閥塔板等所取代。近幾十年逐漸被篩孔塔板、浮閥塔板等所取代。 篩孔塔板（篩孔塔板（ Sieve TraySieve Tray ）篩孔塔板（篩孔塔板（ Sieve TraySieve Tray ）篩孔塔板即篩板出現(xiàn)也較早（篩孔塔板即篩板出現(xiàn)也較早（18301830年），是結構最簡年），是結構最簡單的一種板型。但由于早期對其性能認識不足，為易單的一種板型。但由于早期對其性能認識不足，為易漏液、操作彈性小、難以穩(wěn)定操作等問題所困，使用漏液、操作彈性小、難以穩(wěn)定操作等問題所困，使用受到極大限制。受到極

14、大限制。1950 1950 年后開始對篩孔塔板進行較系統(tǒng)全面的研究，年后開始對篩孔塔板進行較系統(tǒng)全面的研究，從理論和實踐上較好地解決了有關篩板效率，流體力從理論和實踐上較好地解決了有關篩板效率，流體力學性能以及塔板漏液等問題，獲得了成熟的使用經(jīng)驗學性能以及塔板漏液等問題，獲得了成熟的使用經(jīng)驗和設計方法，使之逐漸成為應用最廣的塔板類型之一。和設計方法，使之逐漸成為應用最廣的塔板類型之一。 浮閥塔板（浮閥塔板（ Valve TrayValve Tray）浮閥塔板（浮閥塔板（ Valve TrayValve Tray）浮閥塔板自浮閥塔板自1950 1950 年代問世后，很快在石油、化工行業(yè)得到推年代

15、問世后，很快在石油、化工行業(yè)得到推廣并逐步取代了泡罩塔以及一些傳統(tǒng)舊式塔板，至今仍為應用廣并逐步取代了泡罩塔以及一些傳統(tǒng)舊式塔板，至今仍為應用最廣的一種塔板。最廣的一種塔板。浮閥塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板基礎上開發(fā)的一種板型。有浮閥塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板基礎上開發(fā)的一種板型。有多種浮閥形式，但其結構的基本特點相似，即在塔板上按一定多種浮閥形式，但其結構的基本特點相似，即在塔板上按一定的排列開若干孔，孔的上方安置可以在孔軸線方向上下浮動的的排列開若干孔，孔的上方安置可以在孔軸線方向上下浮動的閥片。閥片可隨上升氣量的變化而自動調節(jié)開啟度。在低氣量閥片。閥片可隨上升氣量的變化而自動調節(jié)開啟度。在

16、低氣量時，開度?。粴饬看髸r，閥片自動上升，開度增大。因此，氣時，開度??；氣量大時，閥片自動上升，開度增大。因此，氣量變化時，通過閥片周邊流道進入液體層的氣速較穩(wěn)定。同時，量變化時，通過閥片周邊流道進入液體層的氣速較穩(wěn)定。同時，氣體水平進入液層也強化了氣液接觸傳質。氣體水平進入液層也強化了氣液接觸傳質。浮閥塔具有結構簡單，生產(chǎn)能力和操作彈性大，板效率高的優(yōu)浮閥塔具有結構簡單，生產(chǎn)能力和操作彈性大，板效率高的優(yōu)點，是一種綜合性能較優(yōu)異的板型。點，是一種綜合性能較優(yōu)異的板型。 浮閥塔板（浮閥塔板（ Valve TrayValve Tray）浮閥塔板（浮閥塔板（ Valve TrayValve Tra

17、y）F1F1型浮閥目前應用最普遍，其結構簡單，易于制造，已為定型產(chǎn)型浮閥目前應用最普遍，其結構簡單，易于制造，已為定型產(chǎn)品。該浮閥的閥片帶有三條腿，插入閥孔后將各腿底腳外翻品。該浮閥的閥片帶有三條腿，插入閥孔后將各腿底腳外翻 90，用以限制操作時閥片在板上升起的最大高度；閥片周邊，用以限制操作時閥片在板上升起的最大高度；閥片周邊有三塊略向下彎的定距片，以保證閥片的最小開啟高度。有三塊略向下彎的定距片，以保證閥片的最小開啟高度。F1F1型浮閥分輕閥和重閥。輕閥塔板漏液稍嚴重，除真空操作時選型浮閥分輕閥和重閥。輕閥塔板漏液稍嚴重，除真空操作時選用外，一般均采用重閥。用外，一般均采用重閥。 JCVJ

18、CV浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板 Jet Co-flow Valve Jet Co-flow Valve TrayTray）JCVJCV浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板 Jet Co-flow Valve TrayJet Co-flow Valve Tray）JCVJCV浮閥塔板閥籠與塔板固定，閥片在閥籠內上下浮動。它浮閥塔板閥籠與塔板固定，閥片在閥籠內上下浮動。它從根本上改變了傳統(tǒng)浮閥塔板的傳質機理，將單一鼓泡傳質，從根本上改變了傳統(tǒng)浮閥塔板的傳質機理，將單一鼓泡傳質，變?yōu)殡p流傳質，一部分為鼓泡、另一部分為噴射湍動傳質，變?yōu)殡p流傳質，一部分為鼓泡、

19、另一部分為噴射湍動傳質，使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。使塔的分離效率和生產(chǎn)能力都大大提高。該塔板可作為化工過程中的氣液傳質、換熱設備。該塔板可作為化工過程中的氣液傳質、換熱設備。JCVJCV浮閥塔板具有結構簡單、閥片開啟靈活、高效、高通量、浮閥塔板具有結構簡單、閥片開啟靈活、高效、高通量、壽命長、耐堵塞的特點。壽命長、耐堵塞的特點。JCVJCV浮閥浮閥 （改進型雙流噴射浮閥）（改進型雙流噴射浮閥）普通型普通型JCVJCV浮閥浮閥與塔板固定方法與塔板固定方法JCVJCV浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板 Jet Co-flow Valve Jet Co-flow Valv

20、e TrayTray）JCVJCV浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板 Jet Co-flow Valve TrayJet Co-flow Valve Tray）低負荷下閥片工作狀態(tài)低負荷下閥片工作狀態(tài)JCVJCV浮閥塔板效率曲線浮閥塔板效率曲線中負荷下閥片工作狀態(tài)中負荷下閥片工作狀態(tài)高負荷下閥片工作狀態(tài)高負荷下閥片工作狀態(tài)JCVJCV浮閥閥片浮閥閥片JCVJCV浮閥塔板浮閥塔板JCVJCV浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板浮閥塔板（雙流噴射浮閥塔板 Jet Co-flow Valve TrayJet Co-flow Valve Tray） 2400 2400 JCVJCV浮閥塔板浮閥

21、塔板 1800 1800 JCVJCV浮閥塔板浮閥塔板JCPTJCPT塔板塔板JCPTJCPT塔板（并流噴射填料塔板塔板（并流噴射填料塔板 Jet Co-flow Packing TrayJet Co-flow Packing Tray）在板式塔的塔板上按一定的分布形式開設升氣孔，在升氣孔的在板式塔的塔板上按一定的分布形式開設升氣孔，在升氣孔的上方安放傳質單元體，氣體從塔板下方以一定的氣速通過升氣上方安放傳質單元體，氣體從塔板下方以一定的氣速通過升氣孔，塔板上的液體通過提液管與塔板之間的間隙被氣體提升，孔，塔板上的液體通過提液管與塔板之間的間隙被氣體提升，氣液并流通過提液管，在提液管內高速湍動

22、混合、傳質，然后氣液并流通過提液管，在提液管內高速湍動混合、傳質，然后氣液并流進入填料中進一步強化傳質，并完成氣液分離。氣體氣液并流進入填料中進一步強化傳質，并完成氣液分離。氣體靠壓差繼續(xù)上升，進入上一層塔板；液體基本以清液的形式回靠壓差繼續(xù)上升，進入上一層塔板；液體基本以清液的形式回落到塔板上，沿流道進入降液管，下降到下一層塔板。落到塔板上，沿流道進入降液管，下降到下一層塔板。JCPTJCPT塔板的傳質機理與普通塔板有著本質的區(qū)別，它是填料塔板的傳質機理與普通塔板有著本質的區(qū)別，它是填料與塔板的復合體，靠填料實現(xiàn)傳質，靠塔板實現(xiàn)多級并流。與塔板的復合體，靠填料實現(xiàn)傳質，靠塔板實現(xiàn)多級并流。J

23、CPTJCPT塔板的特點塔板的特點JCPTJCPT塔板的特點塔板的特點 (1) (1) 通量大，較浮閥塔板通量大通量大，較浮閥塔板通量大50%100%50%100%以上。以上。JCPTJCPT塔板上氣液混合物并流通過提液塔板上氣液混合物并流通過提液管，從上部填料層流出，氣液分離性能好，充分利用了塔板間空間，即使空塔氣速大，其管，從上部填料層流出，氣液分離性能好，充分利用了塔板間空間，即使空塔氣速大，其霧沫夾帶量也較小；其次，塔板開孔較大霧沫夾帶量也較??；其次，塔板開孔較大( (圓形孔約為圓形孔約為100mm100mm；方形孔約為方形孔約為7070mmX80mm)mmX80mm)，開孔率較高，一

24、般為開孔率較高，一般為820%820%，即使空塔氣速大，其板壓降也較低；塔板，即使空塔氣速大，其板壓降也較低；塔板上液體基本為清液，降液管不易液泛。上液體基本為清液，降液管不易液泛。 (2) (2) 效率高。實驗結果表明，效率高。實驗結果表明，JCPTJCPT塔板分離效率較浮閥塔板提高了塔板分離效率較浮閥塔板提高了10%10%以上；與新型垂以上；與新型垂直篩板塔相比，其效率比新型垂直篩板直篩板塔相比，其效率比新型垂直篩板( (New VST)New VST)高高5%5%以上。其原因是提液管內液氣比以上。其原因是提液管內液氣比大，氣液碰撞混合作用激烈，填料提供了大的氣液接觸面積以及液流的再循環(huán)。

25、大，氣液碰撞混合作用激烈，填料提供了大的氣液接觸面積以及液流的再循環(huán)。 (3) (3) 板壓降低。與鼓泡型塔板相比，這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率，氣體處理板壓降低。與鼓泡型塔板相比，這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率，氣體處理量相同時，其干板壓降小；同時，氣體不穿過液層，只是把液體向上吹成液滴并通過填料量相同時，其干板壓降小；同時，氣體不穿過液層，只是把液體向上吹成液滴并通過填料層，所以濕板壓降也不高。對比實驗表明層，所以濕板壓降也不高。對比實驗表明JCPTJCPT塔板的板壓降較新型垂直篩板低塔板的板壓降較新型垂直篩板低8%8%，較浮，較浮閥塔板低閥塔板低30%30%。 (4) (4)

26、操作彈性大，約為操作彈性大，約為4 4。該塔板的操作范圍主要受氣速影響，受塔板液層高度的影響。該塔板的操作范圍主要受氣速影響，受塔板液層高度的影響較小。在較高氣速下操作時，其霧沫夾帶量小、板壓降也不高，而且漏液時的氣速較低，較小。在較高氣速下操作時，其霧沫夾帶量小、板壓降也不高，而且漏液時的氣速較低，所以在較大的氣速范圍內能維持穩(wěn)定的高效率。所以在較大的氣速范圍內能維持穩(wěn)定的高效率。 (5) (5) 耐堵塞。由于這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率，氣液在提液管內高速并流，耐堵塞。由于這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率，氣液在提液管內高速并流，因此具有很高的抗堵塞性。對于結焦、聚合、含固體顆粒的

27、物系，塔板傳質單元頂部的填因此具有很高的抗堵塞性。對于結焦、聚合、含固體顆粒的物系，塔板傳質單元頂部的填料將采用大波紋填料、折板、大篩孔等結構取代，使塔板具有更好的耐堵塞性。料將采用大波紋填料、折板、大篩孔等結構取代，使塔板具有更好的耐堵塞性。 (6) (6) 經(jīng)濟性。由于經(jīng)濟性。由于JCPTJCPT塔板具有高效和高通量的特點，將其用于新設計可大幅度縮小塔塔板具有高效和高通量的特點，將其用于新設計可大幅度縮小塔徑，節(jié)省設備投資；用于老塔改造原降液管、塔圈可保持不變，只需更換塔板，可節(jié)約投徑，節(jié)省設備投資；用于老塔改造原降液管、塔圈可保持不變，只需更換塔板，可節(jié)約投資，縮短改造施工周期，節(jié)省施工

28、費用。資，縮短改造施工周期，節(jié)省施工費用。JCPTJCPT塔板塔板JCPTJCPT塔板（并流噴射填料塔板塔板（并流噴射填料塔板 Jet Co-flow Packing TrayJet Co-flow Packing Tray）不同結構型式的不同結構型式的JCPTJCPT塔板塔板舌形塔板舌形塔板舌形塔板舌形塔板19601960年代提出的一種斜噴射年代提出的一種斜噴射型塔板。其結構簡單，只需型塔板。其結構簡單，只需在塔板上沖出若干按一定排在塔板上沖出若干按一定排列的舌形孔即可，舌片向上列的舌形孔即可，舌片向上張角張角 以以20左右為宜。左右為宜。20= = o o5050R25R25氣相氣相上升的

29、氣流沿舌片噴出并帶動液體在同方向上流動。由于氣液并上升的氣流沿舌片噴出并帶動液體在同方向上流動。由于氣液并流，氣體推動液體前進，避免了返混和液面落差，塔板上液層較流，氣體推動液體前進，避免了返混和液面落差，塔板上液層較低，塔板壓降較小。低，塔板壓降較小。與氣流垂直穿過液層的篩板和浮閥塔板相比，舌形塔板因氣流方與氣流垂直穿過液層的篩板和浮閥塔板相比，舌形塔板因氣流方向近于水平。相同的液氣比下，舌形塔板的液沫夾帶量較小，故向近于水平。相同的液氣比下，舌形塔板的液沫夾帶量較小，故可達較高的生產(chǎn)能力。可達較高的生產(chǎn)能力。因其張角固定，在氣量較小時，經(jīng)舌孔噴射的氣速低，塔板漏液因其張角固定，在氣量較小時

30、，經(jīng)舌孔噴射的氣速低，塔板漏液嚴重，操作彈性小。嚴重，操作彈性小。由于液體在同一方向上不斷被氣體加速，有可能使液體在板上的由于液體在同一方向上不斷被氣體加速，有可能使液體在板上的停留時間太短、液層太薄，板效率降低，因而使用上受到限制。停留時間太短、液層太薄，板效率降低，因而使用上受到限制。 舌形塔板舌形塔板在舌形塔板上發(fā)展的斜孔塔在舌形塔板上發(fā)展的斜孔塔板，舌孔的開口方向與液流板，舌孔的開口方向與液流垂直且相鄰兩排開孔方向相垂直且相鄰兩排開孔方向相反，既保留了氣體水平噴出、反，既保留了氣體水平噴出、氣液高度湍動的優(yōu)點，又避氣液高度湍動的優(yōu)點，又避免了液體連續(xù)加速，可維持免了液體連續(xù)加速，可維持

31、板上均勻的低液面，從而既板上均勻的低液面，從而既能獲得大的生產(chǎn)能力，又能能獲得大的生產(chǎn)能力，又能達到好的傳質效果。達到好的傳質效果。 斜孔塔板斜孔塔板舌形塔板舌形塔板為使舌形塔板適應低負荷生產(chǎn)，為使舌形塔板適應低負荷生產(chǎn)，提高操作彈性，研制出了可變氣提高操作彈性，研制出了可變氣道截面（類似于浮閥塔板）的浮道截面（類似于浮閥塔板）的浮舌塔板。舌塔板。1 19 9R R 2020R16R168 837373 31 1o o2020降降液液管管a a 斜孔結構斜孔結構b b 塔板布置塔板布置受受液液區(qū)區(qū)導導向向孔孔網(wǎng)孔塔板網(wǎng)孔塔板網(wǎng)孔塔板網(wǎng)孔塔板網(wǎng)孔塔板由沖有傾斜開孔的網(wǎng)孔塔板由沖有傾斜開孔的薄板制

32、成，具有舌形塔板的薄板制成，具有舌形塔板的特點。這種塔板上裝有傾斜特點。這種塔板上裝有傾斜的擋沫板，其作用是避免液的擋沫板，其作用是避免液體被直接吹過塔板，并提供體被直接吹過塔板，并提供氣液分離和氣液接觸的表面。氣液分離和氣液接觸的表面。網(wǎng)孔塔板具有生產(chǎn)能力大，網(wǎng)孔塔板具有生產(chǎn)能力大，壓降低，加工制造容易的特壓降低，加工制造容易的特點。點。擋沫板擋沫板塔板塔板AA降降液液管管A- -A剖視圖剖視圖受受液液盤盤垂直篩板垂直篩板垂直篩板（垂直篩板（Vertical Sieve TrayVertical Sieve Tray ）垂直篩板是在塔板上開有垂直篩板是在塔板上開有按一定排列的若干大孔按一定排

33、列的若干大孔（直徑為（直徑為100200100200mmmm），），孔上設置側壁開有許多篩孔上設置側壁開有許多篩孔的泡罩，泡罩底邊留有孔的泡罩，泡罩底邊留有間隙供液體進入罩內。間隙供液體進入罩內。上升的氣流將由泡罩底隙進入罩內的液體拉成液膜形成兩相上升流上升的氣流將由泡罩底隙進入罩內的液體拉成液膜形成兩相上升流動，經(jīng)泡罩側壁篩孔噴出后兩相分離，即氣體上升液體落回塔板。動，經(jīng)泡罩側壁篩孔噴出后兩相分離，即氣體上升液體落回塔板。液體從塔板入口流至降液管將多次經(jīng)歷上述過程。液體從塔板入口流至降液管將多次經(jīng)歷上述過程。 與普通篩板相比，垂直篩板為氣液兩相提供了很大的不斷更新的相與普通篩板相比，垂直篩板

34、為氣液兩相提供了很大的不斷更新的相際接觸表面，強化了傳質過程；且垂直篩板氣液由水平方向噴出，際接觸表面，強化了傳質過程；且垂直篩板氣液由水平方向噴出，液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，因此垂直篩板液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，因此垂直篩板可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力?？色@得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。 浮閥塔板的流體力學性能浮閥塔板的流體力學性能浮閥塔板的流體力學性能浮閥塔板的流體力學性能 浮閥塔板的板面結構：浮閥塔板的板面結構： 鼓泡區(qū)（有效區(qū)、開孔區(qū)）鼓泡區(qū)（有效區(qū)、開孔區(qū)） 降液管區(qū)降液管區(qū) 受液盤區(qū)受液盤區(qū) 液體安定區(qū)液體安定區(qū) 邊緣區(qū)邊緣區(qū) 溢

35、流堰溢流堰 塔身塔身溢流堰板溢流堰板降液管降液管塔板塔板受液盤受液盤安定區(qū)安定區(qū)降液管區(qū)降液管區(qū)受液盤區(qū)受液盤區(qū)鼓鼓泡泡區(qū)區(qū)液體從上一塔板的降液管流入板面上的受液盤區(qū)，經(jīng)液體從上一塔板的降液管流入板面上的受液盤區(qū)，經(jīng)進口安定區(qū)進入鼓泡區(qū)與浮閥吹出的氣體進行質、熱進口安定區(qū)進入鼓泡區(qū)與浮閥吹出的氣體進行質、熱交換后，再由溢流堰溢出進入降液管流入下一塔板。交換后，再由溢流堰溢出進入降液管流入下一塔板。來自下一塔板的氣體經(jīng)鼓泡區(qū)的閥孔分散成小股氣流，并由來自下一塔板的氣體經(jīng)鼓泡區(qū)的閥孔分散成小股氣流，并由各閥片邊緣與塔板間形成的通道以水平方向進入液層。各閥片邊緣與塔板間形成的通道以水平方向進入液層。

36、由于閥片具有斜邊，氣體沿斜邊流動具有向下的慣性，因此由于閥片具有斜邊，氣體沿斜邊流動具有向下的慣性，因此只有進入液層一定距離待慣性消失后氣體才會折轉上升。只有進入液層一定距離待慣性消失后氣體才會折轉上升。氣體在板面上與液體相互混合接觸進行傳熱傳質，而后逸出氣體在板面上與液體相互混合接觸進行傳熱傳質，而后逸出液面上升到上一層塔板。塔板上氣液主體流向為錯流流動。液面上升到上一層塔板。塔板上氣液主體流向為錯流流動。 氣體進、出一塊塔板（包括液氣體進、出一塊塔板（包括液層）的壓強降即為氣體通過該層）的壓強降即為氣體通過該塔板的阻力損失（左側壓差計塔板的阻力損失（左側壓差計所測的所測的 hf 值）。值）

37、。hf 是以液柱高度表示的塔板的是以液柱高度表示的塔板的壓強降或阻力損失，因此壓強降或阻力損失，因此 式中，式中， L 為塔內液體的密度，為塔內液體的密度，kg/m3。板壓降板壓降 hf 可視為由氣體通過干板的阻力損失可視為由氣體通過干板的阻力損失 hd 和氣體穿過和氣體穿過板上液層的阻力損失板上液層的阻力損失 hl 兩部分組成，即兩部分組成，即 fLpghp=ldfhhh=有效長度有效長度泡沫泡沫h(huán)lhfhowHTh0干板阻力損失干板阻力損失 hd 干板阻力損失干板阻力損失 hd 干板阻力損失常以干板壓降形式表示。下圖中曲線代表的是浮閥塔板干板壓降干板阻力損失常以干板壓降形式表示。下圖中曲線

38、代表的是浮閥塔板干板壓降與空塔氣速與空塔氣速 u 的關系。干板阻力損失隨氣速的提高而增大，且按氣速的大小可的關系。干板阻力損失隨氣速的提高而增大，且按氣速的大小可分為三個區(qū)域。分為三個區(qū)域。區(qū)域區(qū)域：氣速不足以頂動：氣速不足以頂動閥片，全部浮閥處于靜閥片，全部浮閥處于靜止位置，氣體由閥片與止位置，氣體由閥片與塔板之間由定距片隔開塔板之間由定距片隔開的縫隙通過。縫隙處的的縫隙通過?？p隙處的氣速與壓降隨氣體流量氣速與壓降隨氣體流量的增大而上升。的增大而上升。區(qū)域區(qū)域：氣速增至：氣速增至A A點，閥片開始升起。隨氣體流量的增加，浮閥開啟的點，閥片開始升起。隨氣體流量的增加，浮閥開啟的個數(shù)及每個浮閥的

39、開啟度不斷增加，直至所有浮閥全開（個數(shù)及每個浮閥的開啟度不斷增加，直至所有浮閥全開（B點），該區(qū)點），該區(qū)域內氣體通過閥孔的氣速變化很小，故壓降上升緩慢。域內氣體通過閥孔的氣速變化很小，故壓降上升緩慢。區(qū)域區(qū)域：B點以后氣體通過浮閥的流通面積固定不變，閥孔氣速隨氣體流點以后氣體通過浮閥的流通面積固定不變，閥孔氣速隨氣體流量增加而增加，且壓降以閥孔氣速的平方快速增加。量增加而增加，且壓降以閥孔氣速的平方快速增加。臨界孔速臨界孔速 uoc：所有浮閥恰好全開時（轉折點所有浮閥恰好全開時（轉折點 B）的閥孔氣速。的閥孔氣速。 ABIIIIIIuoc氣速氣速 u干板壓降干板壓降 p pd d液層阻力液層

40、阻力 hl液層阻力液層阻力 hl氣體通過液層的阻力損失氣體通過液層的阻力損失 hl 由以下三個方面構成：由以下三個方面構成： 克服板上充氣液層的靜壓；克服板上充氣液層的靜壓； 氣體在液相分散形成氣液界面的能量消耗；氣體在液相分散形成氣液界面的能量消耗； 通過液層的摩擦阻力損失。通過液層的摩擦阻力損失。其中克服板上充氣液層靜壓這項所占的比例遠大于后兩項之和。其中克服板上充氣液層靜壓這項所占的比例遠大于后兩項之和。如果忽略充氣液層中所含氣體造成的靜壓，則可由清液層高度代如果忽略充氣液層中所含氣體造成的靜壓，則可由清液層高度代表表 hl（圖中壓差計的指示液為塔板上的液體）。圖中壓差計的指示液為塔板上

41、的液體）。hl 常用以下簡單的公式計算，常用以下簡單的公式計算， 式中：式中： 充氣系數(shù)，反映板上液層充氣的程度，無因次。充氣系數(shù)，反映板上液層充氣的程度，無因次。 水水 =0.5=0.5；油；油 =0.50.35=0.50.35；碳氫化合物；碳氫化合物 =0.40.5=0.40.5。 hw 和和 how 分別為堰高和堰上液流高度，分別為堰高和堰上液流高度，m。 氣體通過浮閥塔板的阻力損失氣體通過浮閥塔板的阻力損失 hf 總是隨氣速的增加而增加，但不同總是隨氣速的增加而增加，但不同氣速下，干板阻力和液層阻力所占的比例有所不同。氣速較低時，氣速下，干板阻力和液層阻力所占的比例有所不同。氣速較低時

42、，液層阻力為主；氣速高時，干板阻力所占比例增大。液層阻力為主；氣速高時，干板阻力所占比例增大。 owwlhhh=漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經(jīng)降液管流下，而是從閥漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經(jīng)降液管流下，而是從閥孔直接漏下?？字苯勇┫?。原因：氣速較小時，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消原因：氣速較小時，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。成漏液的重要原因。后果：嚴重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進行傳熱后果：嚴重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進行傳熱、傳質，

43、塔板將失去其基本功能。、傳質，塔板將失去其基本功能。若塔板設計不當或操作時參數(shù)失調，不僅會引起塔板效率大大若塔板設計不當或操作時參數(shù)失調，不僅會引起塔板效率大大降低，嚴重時塔內還會出現(xiàn)一些不正?，F(xiàn)象使塔無法工作。降低，嚴重時塔內還會出現(xiàn)一些不正?，F(xiàn)象使塔無法工作。漏液（漏液（WeepingWeeping）氣體分布均勻與否，取決于板上各處阻力均等否。氣體穿過氣體分布均勻與否，取決于板上各處阻力均等否。氣體穿過塔板的阻力由干板阻力和液層阻力兩部分組成。當板上結構塔板的阻力由干板阻力和液層阻力兩部分組成。當板上結構均勻、各處干板阻力相等時，板上液層阻力即液層厚度的均均勻、各處干板阻力相等時，板上液層

44、阻力即液層厚度的均勻程度將直接影響氣體的分布。勻程度將直接影響氣體的分布。漏液漏液漏液（漏液（WeepingWeeping）板上液層厚度的不均勻存在于兩個方面，液層波動和液面落差。板上液層厚度的不均勻存在于兩個方面，液層波動和液面落差。液層波動：波峰處液層厚，對應位置處的閥孔氣量小、易漏液。由液層波動：波峰處液層厚，對應位置處的閥孔氣量小、易漏液。由此引起的漏液是隨機的?？稍谠O計時適當增大干板阻力。此引起的漏液是隨機的。可在設計時適當增大干板阻力。液面落差：為液體橫向流過塔板所必需，即塔板入口側的液層厚于液面落差：為液體橫向流過塔板所必需，即塔板入口側的液層厚于塔板出口側，這將使得氣流偏向出口

45、側，入口側的閥孔則因氣量塔板出口側，這將使得氣流偏向出口側，入口側的閥孔則因氣量小而發(fā)生漏液。塔板上設入口安定區(qū)可緩解此現(xiàn)象。小而發(fā)生漏液。塔板上設入口安定區(qū)可緩解此現(xiàn)象。當塔徑或液體流量很大時，為減少液面落差，可采用雙流型、多流當塔徑或液體流量很大時，為減少液面落差，可采用雙流型、多流型或階梯型塔板：型或階梯型塔板： 單流型單流型雙流型雙流型多流型多流型階梯流型階梯流型漏液漏液漏液（漏液（WeepingWeeping）雙流型雙流型多流型多流型液沫夾帶和氣泡夾帶液沫夾帶和氣泡夾帶液沫夾帶和氣泡夾帶（液沫夾帶和氣泡夾帶（EntrainmentEntrainment）液沫夾帶：氣體鼓泡通過板上液層

46、時，將部分液體分散成液滴，而液沫夾帶：氣體鼓泡通過板上液層時，將部分液體分散成液滴，而部分液滴被上升氣流帶入上層塔板。由兩部分組成：部分液滴被上升氣流帶入上層塔板。由兩部分組成：小液滴的沉降速度小于液層上方空間上升氣流的速度，這部分小液滴的沉降速度小于液層上方空間上升氣流的速度，這部分夾帶量與板間距無關；夾帶量與板間距無關；較大液滴的沉降速度雖大于氣流速度，但它們在氣流的沖擊或較大液滴的沉降速度雖大于氣流速度，但它們在氣流的沖擊或氣泡破裂時獲得了足夠的向上初速度而被彈濺到上層塔板。這部氣泡破裂時獲得了足夠的向上初速度而被彈濺到上層塔板。這部分夾帶量與板間距有關，板間距越小，可能彈濺上去的量就越

47、多，分夾帶量與板間距有關，板間距越小，可能彈濺上去的量就越多，在液沫夾帶量中占主導地位。在液沫夾帶量中占主導地位。對一定的物系，液沫夾帶量與氣、液流量和板間距有關。對一定的物系，液沫夾帶量與氣、液流量和板間距有關。氣泡夾帶：在板上與氣體充分接觸傳質、傳熱后，液體內必含有氣泡夾帶：在板上與氣體充分接觸傳質、傳熱后，液體內必含有大量的氣泡。液體在降液管中需要一定的停留時間讓氣泡逸出。大量的氣泡。液體在降液管中需要一定的停留時間讓氣泡逸出。如果停留時間太短，大量氣泡就被液體卷進下層塔板。如果停留時間太短，大量氣泡就被液體卷進下層塔板。后果：從傳質的角度，液沫夾帶是液體的返混，氣泡夾帶是氣體的后果：從

48、傳質的角度，液沫夾帶是液體的返混，氣泡夾帶是氣體的返混，均對傳質不利。嚴重的液沫夾帶或氣泡夾帶均可誘發(fā)塔內發(fā)返混，均對傳質不利。嚴重的液沫夾帶或氣泡夾帶均可誘發(fā)塔內發(fā)生液泛，從而完全破壞塔的正常操作。生液泛，從而完全破壞塔的正常操作。液泛液泛液泛（液泛（Dumping of liquidDumping of liquid）溢流液泛：液體在降液管內受阻不能及時往下流動而在板溢流液泛：液體在降液管內受阻不能及時往下流動而在板 上積累所致。上積累所致。hhhhHfowwd=為使液體能由上層塔板穩(wěn)定地流入為使液體能由上層塔板穩(wěn)定地流入下層塔板，降液管內必須維持有高下層塔板，降液管內必須維持有高出塔板入

49、口處液面一定高度的出塔板入口處液面一定高度的液柱，它應滿足液柱，它應滿足Hdhf+ h HTh0howhw式中：式中：hf 板壓降。板壓降。 h 液體經(jīng)過降液管的阻力損失。液體經(jīng)過降液管的阻力損失。塔內液體不能順暢逐板流下，塔內持液量增多，氣相空間變小，塔內液體不能順暢逐板流下，塔內持液量增多，氣相空間變小，大量液體隨氣體從塔頂溢出。大量液體隨氣體從塔頂溢出。夾帶液泛：由過量液沫夾帶引起。板間距過小，塔板上操作液流夾帶液泛：由過量液沫夾帶引起。板間距過小，塔板上操作液流量過大，上升氣速過高時，液體被氣體夾帶到上層塔板的量增加量過大，上升氣速過高時，液體被氣體夾帶到上層塔板的量增加很快，塔板間將

50、充滿氣、液混合物，從而引發(fā)液泛。很快，塔板間將充滿氣、液混合物，從而引發(fā)液泛。液泛液泛液泛（液泛（Dumping of liquidDumping of liquid） 氣速一定，增加液體流量時，氣速一定，增加液體流量時， 、how、 hf 及及 h ， Hd ，這是，這是塔板自動調節(jié)功能的體現(xiàn)。塔板自動調節(jié)功能的體現(xiàn)。 Hd 升至上層塔板的溢流堰上緣時，達到其極限。若再加大液體升至上層塔板的溢流堰上緣時，達到其極限。若再加大液體流量，流量， Hd 與板上液面同時升高，降液管調節(jié)功能消失，板上累與板上液面同時升高，降液管調節(jié)功能消失，板上累積液量增加，最終引起溢流液泛。積液量增加，最終引起溢流

51、液泛。 若氣速過高，液體中的氣泡夾帶加重，降液管內的泡沫層隨之增若氣速過高，液體中的氣泡夾帶加重，降液管內的泡沫層隨之增高，也易造成溢流液泛。高，也易造成溢流液泛。 塔板的結構對溢流液泛的發(fā)生有直接影響。塔板的結構對溢流液泛的發(fā)生有直接影響。 hf 過大必然導致過大必然導致 Hd 大，容易發(fā)生液泛。如降液管設計過小或發(fā)生部分堵塞，大，容易發(fā)生液泛。如降液管設計過小或發(fā)生部分堵塞， h 急急劇增大，也會導致溢流液泛。劇增大，也會導致溢流液泛。 夾帶液泛與溢流液泛互為誘因，交互影響。過量液沫夾帶阻塞氣夾帶液泛與溢流液泛互為誘因，交互影響。過量液沫夾帶阻塞氣體通道，塔板阻力急增，降液管中泡沫層堆積，

52、從而引發(fā)溢流液體通道，塔板阻力急增，降液管中泡沫層堆積，從而引發(fā)溢流液泛。而溢流液泛發(fā)生時，塔板上鼓泡層增高，分離空間降低，夾泛。而溢流液泛發(fā)生時，塔板上鼓泡層增高，分離空間降低，夾帶液泛也將隨之發(fā)生。帶液泛也將隨之發(fā)生。 液泛使整個塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴重的設備事故，要特別液泛使整個塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴重的設備事故，要特別注意防范。注意防范。 hhhhHfowwd=浮閥塔的設計浮閥塔的設計浮閥塔的設計浮閥塔的設計 板式塔的工藝設計主要包括兩大方面：板式塔的工藝設計主要包括兩大方面：（1 1）塔高、塔徑以及塔板結構尺寸的計算；）塔高、塔徑以及塔板結構尺寸的計算；（2 2）塔板的流體力

53、學校核以及塔板的負荷性能圖的確定。）塔板的流體力學校核以及塔板的負荷性能圖的確定。 浮閥塔工藝尺寸的計算浮閥塔工藝尺寸的計算 實際塔板數(shù)實際塔板數(shù) 全塔板效率可根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或用經(jīng)驗公式估算。全塔板效率可根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或用經(jīng)驗公式估算。 板式塔的塔高主要取決于實際塔板數(shù)和板間距。完成一定分離任板式塔的塔高主要取決于實際塔板數(shù)和板間距。完成一定分離任務所需的實際塔板數(shù)可通過平衡級的假設（即理論板假設）求得務所需的實際塔板數(shù)可通過平衡級的假設（即理論板假設）求得所需的理論板數(shù)所需的理論板數(shù) N，然后由全塔效率（總板效率）修正然后由全塔效率（總板效率）修正TTENN=實際塔板數(shù)實際塔板數(shù)實際塔板數(shù)實際塔

54、板數(shù)已知實際板數(shù)和板間距，即可根據(jù)下式求塔高已知實際板數(shù)和板間距，即可根據(jù)下式求塔高 Z塔徑塔徑D，m0.30.50.50.80.81.61.62.02.02.42.4板距板距HT ，mm200300300350350450450600500800600211ZZHNZTT=式中：式中：Z1 最上面一塊塔板距塔頂?shù)母叨?，最上面一塊塔板距塔頂?shù)母叨?，m； Z2 最下面一塊塔板距塔底的高度，最下面一塊塔板距塔底的高度，m。HT 的大小對塔的生產(chǎn)能力、操作彈性以及塔板效率均有影響。的大小對塔的生產(chǎn)能力、操作彈性以及塔板效率均有影響。選用較大的選用較大的HT，可采用較高的操作氣速而不致發(fā)生嚴重液沫夾，

55、可采用較高的操作氣速而不致發(fā)生嚴重液沫夾帶，塔徑可小一些，但塔高要增加。帶，塔徑可小一些，但塔高要增加。選用較小的選用較小的HT，塔高可降低些，但允許的操作氣速變小，塔徑，塔高可降低些，但允許的操作氣速變小，塔徑需增大。需增大。對于直徑大于對于直徑大于 0.8m 的塔，為了安裝及檢修的需要，需在塔體的塔，為了安裝及檢修的需要，需在塔體上開設人孔。上開設人孔。人孔處的板間距應有足夠的工作空間，一般不應小于人孔處的板間距應有足夠的工作空間，一般不應小于 0.6m。 全塔效率的關聯(lián)式全塔效率的關聯(lián)式 全塔效率的關聯(lián)式全塔效率的關聯(lián)式 塔板效率是實際板與理論板差異的體現(xiàn)，它是氣、液兩相在塔板上塔板效率

56、是實際板與理論板差異的體現(xiàn)，它是氣、液兩相在塔板上的傳質速率、混合和流動狀況、以及板間返混（液沫夾帶、氣泡夾的傳質速率、混合和流動狀況、以及板間返混（液沫夾帶、氣泡夾帶和漏液等所致）的綜合結果。帶和漏液等所致）的綜合結果。塔板效率是板式塔設計中最重要的基礎數(shù)據(jù)之一。由于影響因素很塔板效率是板式塔設計中最重要的基礎數(shù)據(jù)之一。由于影響因素很多且關系復雜，至今還難以正確可靠地對其進行預測。多且關系復雜，至今還難以正確可靠地對其進行預測。工業(yè)裝置或實驗裝置的實測數(shù)據(jù)是板效率數(shù)據(jù)最可靠的來源。工業(yè)裝置或實驗裝置的實測數(shù)據(jù)是板效率數(shù)據(jù)最可靠的來源。全塔效率實測數(shù)據(jù)的關聯(lián)式可用于塔板效率的估算。全塔效率實測

57、數(shù)據(jù)的關聯(lián)式可用于塔板效率的估算。奧康內爾（奧康內爾（OconnellOconnell）關聯(lián)方法關聯(lián)方法精餾塔：采用相對揮發(fā)度精餾塔：采用相對揮發(fā)度 與液相粘度與液相粘度 L 的乘積為參數(shù)來表示全的乘積為參數(shù)來表示全塔效率塔效率 ET：245. 049. 0=LTE 與與 L 取塔頂與塔底平均溫度下的值。對多組分物系，取關鍵取塔頂與塔底平均溫度下的值。對多組分物系，取關鍵組分的組分的 。液相的平均粘度液相的平均粘度 L 可按下式計算可按下式計算 iiLx=全塔效率的關聯(lián)式全塔效率的關聯(lián)式全塔效率的關聯(lián)式全塔效率的關聯(lián)式吸收塔：全塔效率的關聯(lián)曲線如右圖所示。吸收塔：全塔效率的關聯(lián)曲線如右圖所示。

58、橫坐標橫坐標 HP/ / L中：中：H 塔頂和塔底平均溫度下溶質的亨利系數(shù)，塔頂和塔底平均溫度下溶質的亨利系數(shù)，kmol/(m3 kPa)；P 操作壓強，操作壓強，kPa； L 塔頂及塔底平均組成及平均溫度下的液相粘度，塔頂及塔底平均組成及平均溫度下的液相粘度，mPa s 。 關聯(lián)結果曲線關聯(lián)結果曲線溢流式塔板的塔截面分為兩個部分：氣體流通截面和降液管所占溢流式塔板的塔截面分為兩個部分：氣體流通截面和降液管所占截面（液體下流截面）。截面（液體下流截面）。若若 AT 為塔板的總截面積，為塔板的總截面積，A 為氣體的流道截面積，為氣體的流道截面積，Af 為降液管截為降液管截面積，則面積，則TTff

59、TAAAAAAA=1或TAD4=fuu85. 06 . 0=求求 A 得與得與 Af / / AT 后，即可求得后，即可求得 AT ，而塔徑，而塔徑設氣體流通截面上的適宜氣速為設氣體流通截面上的適宜氣速為 u，當塔內處理的氣體體積流量為當塔內處理的氣體體積流量為 Vs 時，時， A = = Vs / / u 。所以，求得。所以，求得 A 的關鍵在于確定流通截面積上的關鍵在于確定流通截面積上的適宜氣速的適宜氣速 u 。塔板的計算中，通常是以夾帶液泛發(fā)生的氣速（泛點氣速）作為上塔板的計算中，通常是以夾帶液泛發(fā)生的氣速（泛點氣速）作為上限。一般取限。一般取A 的計算的計算A 的計算的計算A 的計算的

60、計算246223fVpVLpudgd=VVLVVLpfCgdu=34由夾帶液泛確定的泛點氣速是以液滴在氣流中的自由沉降作為導由夾帶液泛確定的泛點氣速是以液滴在氣流中的自由沉降作為導出依據(jù)，即在重力場中懸浮于氣流中的液滴所受的合力為零時的出依據(jù)，即在重力場中懸浮于氣流中的液滴所受的合力為零時的氣速定義為液泛氣速。氣速定義為液泛氣速。當操作氣速大于該氣速時，液滴將隨氣流上升而被帶出。故對直當操作氣速大于該氣速時，液滴將隨氣流上升而被帶出。故對直徑為徑為 dp 的液滴，可導出的液滴，可導出 索德爾斯和布朗（索德爾斯和布朗（Souders and BrownSouders and Brown）公式公式