氣液傳質(zhì)設(shè)備

塔器設(shè)備

MassTransferEquipments

大型化工裝置大型化工裝置常見的化工設(shè)備：

反應(yīng)器塔器換熱器容器

1、容器：主要用來貯存原料，中間產(chǎn)品和成品等。按形狀分有圓柱形、球形等，而以圓柱形容器應(yīng)用最廣。2、換熱器：主要用來使兩種不同溫度的物料進行熱量交換，以達到加熱或冷卻之目的。3、反應(yīng)器：主要用來使物料在其中間進行化學(xué)反應(yīng)，生成新的物質(zhì)，或者使物料進行攪拌、沉降等單元操作。4、塔器：用于吸收、洗滌、精餾、萃取等化工單元操作。塔器多為立式設(shè)備，其斷面一般為圓形。塔器的高度和直徑之比，一般相差較大。常見化工設(shè)備反應(yīng)器塔器容器換熱器第一章概論塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣（或汽）液和液液兩相之間進行緊密接觸，達到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。可在塔設(shè)備中完成的常見的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。這些過程都是在一定的壓力、溫度、流量等工藝條件下，在一定的設(shè)備內(nèi)完成的。由于其過程中兩種介質(zhì)主要發(fā)生的是質(zhì)的交換，所以也將實現(xiàn)這些過程的設(shè)備叫傳質(zhì)設(shè)備；從外形上看這些設(shè)備都是豎直安裝的圓筒形容器，且長徑比較大，形如“塔”，故習(xí)慣上稱其為塔設(shè)備。第一節(jié)塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位第一節(jié)塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位

塔設(shè)備能夠為氣、液或液、液兩相進行充分接觸提供適宜的條件，即充分的接觸時間、分離空間和傳質(zhì)傳熱的面積，從而達到相際間質(zhì)量和熱量交換的目的，實現(xiàn)工藝所要求的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。所以塔設(shè)備的性能對整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護等方面部有著重大的影響。塔設(shè)備的投資費用及鋼材耗量僅次于換熱設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，在化工和石油化工生產(chǎn)裝置中，塔設(shè)備的投資費用占全部工藝設(shè)備總投資的25.39％，在煉油和煤化生產(chǎn)裝置中占34.85％；其所消耗的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中所占比例也是比較高的，如年產(chǎn)250萬噸常減壓蒸餾裝置中，塔設(shè)備耗用鋼材重量占45.5％，年產(chǎn)120萬噸催化裂化裝置中占48.9％，年產(chǎn)30萬噸乙烯裝置中占25~28.3％。可見塔設(shè)備是煉油、化工生產(chǎn)中最重要的工藝設(shè)備之一，它的設(shè)計、研究、使用對化工、煉油等工藝的發(fā)展起著重大的作用。第二節(jié)塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造

隨著煉油、化工生產(chǎn)工藝的不斷改進和發(fā)展，與之相適應(yīng)的塔設(shè)備也形成了形式繁多的結(jié)構(gòu)和類型，以滿足各種特定的工藝要求。為了便于研究和比較，人們從不同的角度對塔設(shè)備進行分類。如按工藝用途分類，按操作壓力分類，也可按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分類。1、按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔。塔設(shè)備根據(jù)其完成的工藝操作不同，其壓力和溫度也不相同。但當(dāng)達到相平衡時，壓力、溫度、氣相組成和液相組成之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系。在實際生產(chǎn)中，原料和產(chǎn)品的成分和要求是工藝確定的，不能隨意改變，壓力和溫度有選擇的余地，但二者之間是相互關(guān)聯(lián)的，如一項先確定了，另一項則只能由相平衡關(guān)系求出。從操作方便和設(shè)備簡單的角度來說，選常壓操作最好，從冷卻劑的來源角度看，一般宜將塔頂冷凝溫度控制在30～40℃以便采用廉價的水或空氣作為冷卻劑。所以塔設(shè)備根據(jù)具體工藝要求，設(shè)備及操作成本綜合考慮，有時可以在常壓下操作、有時需要在加壓下操作,有時還需要減壓操作。

2、按塔的內(nèi)件構(gòu)成結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔。塔設(shè)備盡管其用途各異，操作條件也各不相同，但就其構(gòu)造而言都大同小異，主要由塔體、支座、內(nèi)部構(gòu)件及附件組成。根據(jù)塔內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)可以將其分為板式塔和填料塔兩大類。具體結(jié)構(gòu)如圖所示。塔體是塔設(shè)備的外殼，由圓筒和兩封頭組成；封頭可以是半球形、橢圓形、碟形等；支座是將塔體安裝在基礎(chǔ)上的連接部分，一般采用裙式支座，有圓筒形和圓錐形兩種，常采用圓筒形。裙座與塔體采用對接銲接或搭接焊接連接，裙座的高度由工藝要求的附屬設(shè)備（如再沸器、泵）及管線的布置情況而定。第二節(jié)塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造

第二節(jié)塔設(shè)設(shè)備的分類及及一般構(gòu)造在板式塔中裝有一定數(shù)數(shù)量的塔盤，，液體借自身的重量量自上而下沉向塔底(在塔盤板上沿沿塔徑橫向流流動)，氣體靠壓差自下而上以鼓泡的形式式穿過塔盤上上的液層升向向塔頂。在每層塔盤盤上氣、液兩兩相密切接觸，進行傳質(zhì)，，使兩相的組組分濃度沿塔塔高呈階梯式變化。填料塔中則裝填一定定高度的填料，液體自塔頂沿填料料表面向下流動，作為連連續(xù)相的氣體自塔底向上流動，與液體體進行逆流傳傳，兩相組分分的濃度沿塔塔高呈連續(xù)變化。第二節(jié)塔設(shè)設(shè)備的分類及及一般構(gòu)造按單元操作（用用途）可以分為：1、精餾塔：精餾主要是是利用混合物物中各組分的的揮發(fā)度不同而進行分離。揮發(fā)度較高高的物質(zhì)在氣氣相中的濃度度比在液相中中的濃度高，，因此借助于于多次的部分分汽化及部分分冷凝，而達達到輕重組分分分離的目的的。這樣的操操作稱為蒸餾，反復(fù)多次蒸蒸餾的過程稱稱為精餾，實現(xiàn)精餾操操作的塔設(shè)備備稱為精餾塔塔。如常減壓壓裝置中的常常壓塔、減壓壓塔，可將原原油分離為汽汽油、煤油、、柴油及潤滑滑油等；鉑重重整裝置中的的各種精餾塔塔，可以分離離出苯、甲苯苯、二甲苯等等。2、吸收塔、解吸吸塔：利用混合氣氣中各組分在在溶液中溶解度的不同，通過過吸收液體來來分離氣體的的工藝操作稱稱為吸收；將吸收液通通過加熱等方方法使溶解于于其中的氣體體釋放出來的的過程稱為解吸。實現(xiàn)吸收和和解吸操作過過程的塔設(shè)備備稱為吸收塔塔、解吸塔。。如催化裂化化裝置中的吸吸收、解吸塔塔，從煉廠氣氣中回收汽油油、從裂解氣氣中回收乙烯烯和丙烯，以以及氣體凈化化等都需要吸吸收、解吸塔塔。第二節(jié)塔設(shè)設(shè)備的分類及及一般構(gòu)造3、萃取塔：對于各組分分間沸點相差差很小的液體體混合物，利利用一般的分分餾方法難以以奏效，這時時可在液體混混合物中加入入某種沸點較較高的溶劑(稱為萃取劑)；利用混合液液中各組分在在萃取刑中溶溶解度的不同同，將它們分分離，這種方方法稱為萃取(也稱為抽提)。實現(xiàn)現(xiàn)萃取取操作作的塔塔設(shè)備備稱為為萃取取塔。。如丙丙烷脫脫瀝青青裝置置中的的抽提提塔等等。4、洗滌塔塔：用水除去氣氣體中中無用用的成成分或或固體體塵粒粒的過過程稱稱為水洗，這樣樣的塔塔設(shè)備備稱為為洗滌滌塔。。5、反應(yīng)應(yīng)塔塔：反應(yīng)應(yīng)即即混混合合物物在在一一定定的的溫溫度度、、壓壓力力等等條條件件下下生成成新新物物質(zhì)質(zhì)的過過程程。。第二二節(jié)節(jié)塔塔設(shè)設(shè)備備的的分分類類及及一一般般構(gòu)構(gòu)造造6、再生生塔塔：再再生生的的過過程程是是混混合合物物經(jīng)經(jīng)蒸蒸汽汽傳傳質(zhì)質(zhì)、、汽汽提提而而使使溶液液解解吸吸再再生生的過過程程。。7、干燥燥塔塔：固固體體物物料料的的干干燥燥包包括括兩兩個個基基本本過過程程，，首首先先是是對對固體體加加熱熱以使使?jié)駶穹址謿鈿饣牡膫鳠釤徇^過程程，然然后后是是氣氣化化后后的的濕濕分分蒸蒸氣氣分分壓壓較較大大而而擴擴散散進進入入氣氣相相的的傳質(zhì)質(zhì)過過程程，而而濕濕分分從從固固體體物物料料內(nèi)內(nèi)部部借借擴擴散散等等的的作作用用而而源源源源不不斷斷地地輸輸送送到到達達固固體體表表面面，，則則是是一一個個物物料料內(nèi)內(nèi)部部的的傳傳質(zhì)質(zhì)過過程程。。因因此此干干燥燥過過程程的的特特點點是是傳傳質(zhì)質(zhì)和和傳傳熱熱過過程程同同時時并存存。這里里需需要要說說明明一一點點，，有有些些設(shè)設(shè)備備就就其其外外形形而而言言屬屬塔塔式式設(shè)設(shè)備備，，但但其其工工作作實實質(zhì)質(zhì)不不是是分分離離而而是是換換熱熱或或反反應(yīng)應(yīng)。。如如涼涼水水塔塔屬屬冷冷卻卻器器，，合合成成氨氨裝裝置置中中的的合合成成塔塔屬屬反反應(yīng)應(yīng)器器。。第二二節(jié)節(jié)塔塔設(shè)設(shè)備備的的分分類類及及一一般般構(gòu)構(gòu)造造乙苯苯單單元元-塔設(shè)設(shè)備備第二二節(jié)節(jié)塔塔設(shè)設(shè)備備的的分分類類及及一一般般構(gòu)構(gòu)造造苯乙乙烯烯單單元元-塔設(shè)設(shè)備備第二二節(jié)節(jié)塔塔設(shè)設(shè)備備的的分分類類及及一一般般構(gòu)構(gòu)造造塔設(shè)設(shè)備備的的構(gòu)構(gòu)件件，，除除了了種種類類繁繁多多的的各各種種內(nèi)內(nèi)件件外外，，其其余余構(gòu)構(gòu)件件則則是是大大致致相相同同。。主主要要包包括括以以下下幾幾個個部部分分：：1、塔體體：塔塔體體是是塔塔設(shè)設(shè)備備的的外殼殼。常常見見的的塔塔體體是是由由等等直直徑徑、、等等壁壁厚厚的的圓圓筒筒和和作作為為頭頭蓋蓋和和底底蓋蓋的的橢橢圓圓形形封封頭頭所所組組成成。。包包括括筒筒體體、、端端蓋蓋（（主主要要是是橢橢圓圓形形封封頭頭））及及連連接接法法蘭蘭。。2、支座座：塔塔體體支支座座是是塔塔體體安安防防盜盜基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上的的連連接接部部分分。。它它必必須須保保證證塔塔體體坐坐落落在在確確定定的的位位置置上上進進行行正正常常的的工工作作。。為為此此，，它它應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)具具有有足足夠夠的的強強度度和和剛剛度度，，能能承承受受各各種種操操作作情情況況下下的的全全塔塔重重量量，，以以及及風(fēng)風(fēng)力力、、地地震震等等引引起起的的載載荷荷。。最最常常用用的的塔塔體體支支座座是是裙裙式式支支座座，，即即裙裙座座。。3、除沫器：除沫器器用于捕捕集夾帶帶在氣流流中的液液滴。使使用高效效的除沫沫器，對對于回收收貴重金金屬、提提高分離離效率，，改善塔塔后設(shè)備備的操作作狀況，，以及減減少對環(huán)環(huán)境的污污染等，，都是非非常必要要的。第二節(jié)塔塔設(shè)備備的分類類及一般般構(gòu)造4、接管：塔設(shè)備備的接管管是用以以連接工工藝管路路，把塔塔設(shè)備與與相關(guān)設(shè)設(shè)備連成成系統(tǒng)。。按接管管的用途途，分為為進液管管、出液液管、進進氣管、、出氣管管、回流流管、側(cè)側(cè)線抽出出管和儀儀表接管管等。5、人孔和手手孔：人孔和和手孔一一般都是是為了安安裝、檢檢修檢查查和裝填填填料的的需要而而設(shè)置的的，在板板式塔和和填料塔塔中，各各有不同同的設(shè)置置要求。。6、吊耳：塔設(shè)備備的運輸輸和安裝裝，特別別是在設(shè)設(shè)備大型型化后，，往往是是工廠基基建工地地上一項項舉足輕輕重的任任務(wù)。為為起吊方方便，可可在塔設(shè)設(shè)備上焊焊接吊耳耳。7、吊柱：在塔頂頂設(shè)置吊吊柱是為為了在安安裝和檢檢修時，，方便塔塔內(nèi)件的的運送。。第二節(jié)塔塔設(shè)備備的分類類及一般般構(gòu)造第三節(jié)塔塔設(shè)備備的要求求作為主要要用于傳傳質(zhì)過程程的塔設(shè)設(shè)備，首首先必須須使氣液液兩相能能充分接接觸，以以獲得較較高的傳傳質(zhì)效率率，除了了應(yīng)滿足足工藝條條件，如如壓力、、溫度及及耐腐蝕蝕性等外外．還應(yīng)應(yīng)滿足如如下基本本要求。。1、生產(chǎn)能力力要大。即單位位塔截面面上單位位時間內(nèi)內(nèi)物料的的處理量量要大。。在較大大的氣液液流速下下，仍不不知發(fā)生生大量的的霧沫夾夾帶、攔攔液或液液泛等破破壞正常常操作的的現(xiàn)象。。2、分離效率率高。即氣、、液相能能充分接接觸且分分離效果果好。3、操作彈性性大。即有較較強的適適應(yīng)性和和寬的操操作范圍圍。能適適應(yīng)不同同性質(zhì)的的物料且且在負荷荷波動時時能維持持操作穩(wěn)穩(wěn)定，仍仍有較高高的分離離效率。。4、壓降小。即流體體通過時時阻力小小，這樣樣可大大大節(jié)約生生產(chǎn)的動動力消耗耗，降低低成本c在減壓塔塔中若壓壓降過大大系統(tǒng)將將難以維維持必要要的真空空度。5、結(jié)構(gòu)簡單單、耗材材少，易易于制造造及安裝裝，這樣可可減少基基建投資資，降低低成本。。6、耐腐蝕不不易堵塞塞，便于操操作、調(diào)調(diào)節(jié)及檢檢修。一個塔設(shè)設(shè)備要同同時滿足足以上各各項要求求是困難難的，而而且實際際生產(chǎn)中中各項指指標(biāo)的重重要性因因具體情情況而異異，不可可一概而而論。所所以應(yīng)從從生產(chǎn)需需要及經(jīng)經(jīng)濟合理理性考慮慮，正確確處理以以上各項項要求。第四節(jié)塔塔設(shè)備備的發(fā)展展和現(xiàn)狀狀泡罩塔是1813年Cellier提出的，，它在化化工生產(chǎn)產(chǎn)中一直直占有重重要的地地位。1832年開始用用于釀造造工業(yè)，，使出現(xiàn)現(xiàn)較早的的并獲得得廣泛應(yīng)應(yīng)用的一一種塔型型。1830年出現(xiàn)了了篩板塔，它們都都是板式式塔。工工業(yè)規(guī)模模的填料塔始于1881年的蒸餾餾操作中中，1904年才用于于煉油工工業(yè)，當(dāng)當(dāng)時的填填料是碎碎磚瓦、、小石塊塊。20世紀初，隨著煉煉油工業(yè)業(yè)的發(fā)展展和石油油化工工工業(yè)的興興起，塔塔設(shè)備開開始被廣泛采用用，并逐漸漸積累了了有關(guān)設(shè)設(shè)計、制制造、安安裝、操操作等方方面的數(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)經(jīng)驗。20世紀中期期，為了適適應(yīng)各種種化工產(chǎn)產(chǎn)品的生生產(chǎn)和發(fā)發(fā)展，不不僅需要要新建大大量的塔塔，還得得對原有有的塔設(shè)設(shè)備進行行技術(shù)改改造，故故而陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了了一批能能適應(yīng)各各方面要要求的新塔型。這一時時期的板式塔按塔盤類類型可分分為如下下幾種：：泡罩型、篩板型、浮閥型、噴射型。第四節(jié)塔塔設(shè)備備的發(fā)展展和現(xiàn)狀狀這批新型型塔盤的的出現(xiàn)，，不僅為為創(chuàng)建綜綜合性能能更好的的塔型打打開了思思路，而而且位接接著發(fā)生生的設(shè)備備大型化化后選擇擇塔型指指出了方方向。在在此期間間，許多多學(xué)者總總結(jié)了塔塔設(shè)備長長期操作作的經(jīng)驗驗，并對對篩板塔塔作了系系統(tǒng)研究究，認為為設(shè)計合合理的篩篩板塔，，不僅保保留了制制造方便便、用材材省、處處理能力力大等優(yōu)優(yōu)點，而而且操作作負荷在在較大范范圍內(nèi)變變動時，，仍能保保持理想想的效率率。近年年來，隨隨著對篩篩板塔研研究工作作的不斷斷深入和和設(shè)計方方法的日日趨完善善，篩板塔已成為生產(chǎn)上上最為廣泛采用用的塔型。這一時期填料料塔也進入了一個個新的發(fā)展階段段，在瓷環(huán)填料料，亦稱拉西西環(huán)填料（Raschigring）被廣泛采用用后，弧鞍形形填料（Berlsaddle）相繼問世，，更大大的促促進了規(guī)整填料的發(fā)發(fā)展。從20世紀60年代起，由于化工工界械制造業(yè)業(yè)成功解決了了高壓離心式式壓縮機的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動密封和高高溫高壓廢熱熱鍋爐的結(jié)構(gòu)構(gòu)強度設(shè)計等等技術(shù)關(guān)鍵，，使化肥和石石油化工的生生產(chǎn)，在能量量綜合利用方方面提高到一一個新水平，，繼而帶動了了整個化學(xué)、、煉油工業(yè)向向大型化方向向迅速發(fā)展。。在大型裝置置中，塔設(shè)備的單臺臺規(guī)模也隨之增大，，直徑在10m以上的板式塔塔時有出現(xiàn)，，塔板數(shù)多達達上百塊，塔塔的高度達80余米，設(shè)備重重量有幾百噸噸；填料塔的的最大直徑也也有15m，塔高達100m。第四節(jié)塔設(shè)設(shè)備的發(fā)展和和現(xiàn)狀在此期間，為了滿足設(shè)設(shè)備大型化以以及化工工藝藝方面提出的的高壓、減壓壓、高操作彈彈性等特殊要要求，又出現(xiàn)現(xiàn)了很多新型塔盤，但按結(jié)構(gòu)特特點，仍屬于于泡罩、篩板板、浮閥、舌舌型等幾種典典型塔型的改進和相互結(jié)合。這一時期，新型填料也有了較多的的發(fā)展。進入20世紀70年代，有關(guān)塔設(shè)備備的基礎(chǔ)理論論研究工作進進度放慢了，，人們通過實實踐接受了觀點：當(dāng)負荷達到最最高負荷的85%時，所有不同同結(jié)構(gòu)的塔盤盤，其效率大大致是相同的的。研究結(jié)構(gòu)構(gòu)表明，塔盤盤的效率并不不取決于塔盤盤的結(jié)構(gòu)，而而主要取決于于物系的性質(zhì)質(zhì)，如相對揮揮發(fā)度、黏度度、混合物的的組分等。國外塔設(shè)備的的發(fā)展的前提提下，保持一一定的操作彈彈性和適當(dāng)?shù)牡膲毫担⒉⒈M量提高塔塔盤的效率。。至于新型填填料的研究，，則希望找到到有利于氣液液分布均勻、、高效和制造造方便的填料料。目前，我國常用的板式塔仍為泡罩塔、、浮閥塔、篩篩板塔和舌型型塔等；填料種類除拉西環(huán)環(huán)、鮑爾環(huán)外外，階梯環(huán)以以及波紋填料料、金屬絲網(wǎng)網(wǎng)填料等規(guī)整整填料也常采采用。近年來，參考國外外塔設(shè)備技術(shù)術(shù)的發(fā)展動向向，加強了對篩板塔的科研工作，，提出了斜孔孔塔和浮動噴噴射塔等新塔塔型。第五節(jié)塔設(shè)設(shè)備的用材塔設(shè)備與其他他化工設(shè)備一一樣，置于室室外、無框架架的自支承式式塔體，絕大多數(shù)采采用鋼材制造造。這是因為為鋼材具有足足夠的強度和和塑性，制造造性能較好，，設(shè)計制造的的經(jīng)驗也比較較豐富。特別別是在大型的的塔設(shè)備中，，鋼材更具有無法比比擬的優(yōu)點。。因而被廣泛泛的采用。有有些場合為了了滿足腐蝕性性介質(zhì)或低溫溫等特殊條件件，采用有色色金屬或非金金屬耐腐蝕材材料。可供制造塔設(shè)設(shè)備內(nèi)件的材料，比之塔體用用材，選擇余余地更大。板式塔的塔盤，以及及浮閥、泡罩罩一類氣液接接觸元件，由由于結(jié)構(gòu)較為為復(fù)雜，加之之工藝和使用用方面的需求求（浮閥應(yīng)能能自由浮動）），所以仍是是以鋼材為主，，其他材料（（陶瓷、鑄鐵鐵）為輔。填料的用材，往往往只考慮制造造成型方面的的性能，所以以可用多種材料制成同一型式式和外形尺寸寸的填料，以以滿足不同場場合的需要。。如拉西環(huán)最最初用瓷做的的，以后又出出現(xiàn)了用鋼、、石墨或硬聚聚氯乙烯塑料料等制造；鮑鮑爾環(huán)也有用用鋼、鋁或聚聚丙烯塑料等等制造；至于于高效的絲網(wǎng)網(wǎng)填料，則除除了用各種金金屬絲網(wǎng)外，，還可將尼龍龍、塑料等編編織成網(wǎng)，進進而制得。第二章塔設(shè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)第一節(jié)板式式塔板式塔是分級接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備備，種類繁多多。根據(jù)目前前國內(nèi)外實際際使用的情況況，主要塔型型是浮閥塔、、篩板塔及泡泡罩塔。板式塔由塔體、支座和內(nèi)件等組成，塔體體上設(shè)有物料進出管及各種儀表接管，為了安裝、、檢修及操作作的方便，在在塔體上還設(shè)設(shè)有人孔、手孔、吊柱、扶梯及平臺等。塔體的支支承常用裙式支座，板式塔的內(nèi)內(nèi)件有塔盤、除沫器等。在圓柱形殼體體內(nèi)按一定間間距水平設(shè)置置若干層塔板板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后后從塔底排出出，各層塔板板上保持有一一定厚度的流流動液層；氣體則在壓強差的的推動下，自上而下從塔底依次穿穿過各塔板上上的液層上升升至塔頂排出出。氣、液在在塔內(nèi)逐板接觸進行質(zhì)、熱交交換，故兩相相的組成沿塔塔高呈階躍式式變化。一、塔板類型型:溢流塔板塔板是板式塔塔的基本構(gòu)件件，決定塔的的性能。1、溢流塔板(錯流式塔板)：塔板間有專供液體體溢流的降液管(溢流管)，橫向流過塔塔板的流體與與由下而上穿穿過塔板的氣氣體呈錯流或或并流流動。。板上液體的的流徑與液層層的高度可通通過適當(dāng)安排排降液管的位位置及堰的高度給予控控制，從而可可獲得較高的的板效率，但但降液管將占占去塔板的傳傳質(zhì)有效面積積，影響塔的的生產(chǎn)能力。。溢流式塔板應(yīng)應(yīng)用很廣，按按塔板的具體體結(jié)構(gòu)形式可可分為：泡罩塔板、篩孔塔板、浮閥塔板、舌形塔板等。一、塔板類型型:溢流塔板-泡罩塔盤1.1泡罩塔這種塔板，其其主要元件由由升氣管和泡罩構(gòu)成，泡罩安安裝在升氣管管頂部，泡罩罩底緣開有若若干齒縫浸入入在板上液層層中，升氣管管頂部應(yīng)高于于泡罩齒縫的的上沿，以防防止液體從中中漏下。液體體橫向通過塔塔板經(jīng)溢流堰堰流入降液管管，氣體沿升升氣管上升折折流經(jīng)泡罩齒齒縫分散進入入液層，形成成兩相混合的的鼓泡區(qū)。塔板上的主要要部件是泡罩罩。它是一個個鐘形的罩，，支撐在塔板板上，其下沿沿有長條形或或橢圓形小孔孔，或作成齒齒縫狀，與板板面保持一定定距離。罩內(nèi)內(nèi)覆蓋著一段段很短的升氣氣管，升氣管管的上口高于于罩下沿的小小孔或齒縫。。塔下方的氣氣體經(jīng)升氣管管進入罩內(nèi)之之后，折向下下到達站罩與與管之間的環(huán)環(huán)形空隙，然然后從罩下沿沿的小孔或齒齒縫分散成氣氣包而進入板板上的液層。。一、塔板類型型:溢流塔板-泡罩塔盤泡罩塔具有如如下優(yōu)點：（1）氣、液兩相相接觸充分，，傳質(zhì)面積大大，因此塔盤盤效率高。（2）操作彈性大大，在負荷變變動范圍較大大時，仍能保保持較高的效效率。（3）具有較高的的生產(chǎn)能力，，適合大型生生產(chǎn)。（4）不易堵塞塞，介質(zhì)適適應(yīng)范圍廣廣，操作穩(wěn)穩(wěn)定可靠。。最大的優(yōu)點是易于操作作，操作彈彈性大。當(dāng)當(dāng)液體流量量變化時，，由于塔板板上液層厚厚度主要由由溢流堰高高度控制，，使塔板上上液層厚度度變化很小小。若氣體體流量變化化，泡罩齒齒縫開啟度度會隨氣體體流量改變變自動調(diào)節(jié)節(jié)，故氣體體通過齒縫縫的流速變變化亦較小小。于是，，塔板操作作平穩(wěn)，氣氣液接觸狀狀況不因氣氣液負荷變變化而顯著著改變，換換言之，維維持較高傳傳質(zhì)效率的的氣液負荷荷變化范圍圍很大。泡罩塔的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，造價高高，氣體通通過每層塔塔板的壓降降大等。由由于泡罩塔塔的這些弱弱點，使之之在與當(dāng)今今多種優(yōu)良良塔板型式式的比較中中處于劣勢勢，所以現(xiàn)現(xiàn)在泡罩塔塔的應(yīng)用已已較少了。。一、塔板類類型:溢流塔板-篩板塔盤1.2篩板塔篩板塔盤是是在塔盤板上鉆許多小孔，工作時液液體從上層層塔盤經(jīng)降降液管流下下，橫向流流過塔盤進進入本層塔塔盤降液管管流入下一一層塔盤；；氣體則自自下而上穿穿過篩孔，，分散成氣氣泡，穿過過篩板上的的液層，在在此過程中中進行相際際間傳質(zhì)、、傳熱。篩孔塔板即即篩板出現(xiàn)現(xiàn)也較早（（1830年），是結(jié)結(jié)構(gòu)最簡單的一種板型型。篩板塔塔約于1832年開始用于于工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)。篩板塔與泡泡罩塔的相同點：都有降液管，塔板上都都鉆有若干干小圓孔。篩板塔與泡泡罩塔的不同點：取消了泡罩與升氣管而直接在板板上開很多多小直徑的的篩孔。一、塔板類類型:溢流塔板-篩板塔盤篩板塔操作作時液體橫橫過塔板，，氣體則自自板上小孔孔（篩孔））鼓泡進入入板上液層層。當(dāng)氣速速過低時篩篩孔會漏液液；若氣速速過高，氣氣體會通過過篩孔后排排開板上液液體徑自向向上方?jīng)_出出，造成過過量液沫夾夾帶即嚴重重軸向混合合。所以，，篩板塔長長期以來被被認為操作作困難、操操作彈性小小而受到冷冷遇。篩板塔的優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單單、制造維維護方便。。（2）生產(chǎn)能力力大，比泡泡罩塔盤高高20％～40％。（3）壓降小，，適用于減減壓操作。。（4）比泡罩塔塔盤效率高高，但不及及浮閥塔盤盤。（5）若設(shè)計合合理其操作作彈性也較較高，但不不如泡罩塔塔盤。篩孔塔的缺點：小孔徑篩孔孔易堵塞，，故不宜處處理臟、粘粘性大及帶帶固體顆粒粒的料液。。一、塔板類類型:溢流塔板-篩板塔盤-垂直篩板1.2.1垂直篩板在塔板上開開按一定排排列的若干干大孔(直徑100~200mm)，孔上設(shè)置置側(cè)壁開有有許多篩孔的泡罩罩，泡罩底邊邊留有間隙隙供液體進進入罩內(nèi)。。氣流將由泡泡罩底隙進進入罩內(nèi)的的液體拉成成液膜形成成兩相上升升流動，經(jīng)經(jīng)泡罩側(cè)壁壁篩孔噴出出后兩相分分離，即氣氣體上升液液體落回塔塔板。液體體從塔板入入口流至降降液管將多多次經(jīng)歷上上述過程。。與普通篩板板相比，垂垂直篩板為為氣液兩相相提供了很很大的不斷斷更新的相相際接觸表表面，強化化了傳質(zhì)過過程；且氣氣液由水平平方向噴出出，液滴在在垂直方向向的初速度度為零，降降低了液沫沫夾帶量，，因此垂直直篩板可獲獲得較高的的塔板效率率和較大的的生產(chǎn)能力力。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤1.3浮閥型浮閥塔是1950年開發(fā)的一一種新塔型型。其特點點是在篩板板塔基礎(chǔ)上上，在每個個篩孔處安安置一個可可上下移動的閥片。當(dāng)篩孔氣氣速高時，，閥片被頂頂起上升，，氣速低時時，閥片因因自重而下下降。閥片片升降位置置隨氣流量量大小作自自動調(diào)節(jié)，，從而使進進入液層的的氣速基本本穩(wěn)定。又又因氣體在在閥片下側(cè)側(cè)水平方向向進入液層層，既減少少液沫夾帶帶量，又延延長氣液接接觸時間，，故收到很很好的傳質(zhì)質(zhì)效果。有多種浮閥閥形式，但但基本結(jié)構(gòu)構(gòu)特點相似似。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤國內(nèi)常用的的浮閥有三三種，即圖圖所示的F1型及V-4型與T型。浮閥有三條條帶鉤的腿腿。浮閥放放進篩孔后后，將其腿腿上的鉤扳扳轉(zhuǎn)，可防防止操作時時氣速過大大將浮閥吹吹脫。此外外，浮閥邊邊沿沖壓出出三塊向下下微彎的““腳”。當(dāng)當(dāng)篩孔氣速速降低浮閥閥降至塔板板時，靠這這三只“腳腳”使閥片片與塔板間間保持2.5mm左右的間隙隙；在浮閥閥再次升起起時，浮閥閥不會被粘粘住，可平平穩(wěn)上升。。三類浮閥中中，F(xiàn)1型浮閥最簡簡單，該類類型浮閥已已被廣泛使使用。我國國已有部頒頒標(biāo)準（JB1118—68）。F1型浮閥結(jié)構(gòu)簡單，易于制造造，應(yīng)用最最普遍，為為定型產(chǎn)品品。閥片帶帶有三條腿腿，插入閥閥孔后將各各腿底腳外外翻90°，用以限制制操作時閥閥片在板上上升起的最最大高度；；閥片周邊邊有三塊略略向下彎的的定距片，以保證閥閥片的最小小開啟高度度。F1型浮閥分輕閥和重閥。輕閥塔板板漏液稍嚴嚴重，除真真空操作時時選用外，，一般均采采用重閥。。V-4型的特點是閥孔被沖沖壓成向下下彎的噴咀形，氣體通過過閥孔時因因流道形狀狀漸變可減減小阻力。。T型閥則借助固定于塔板板的支架限制閥片移動范圍。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤浮閥的直徑比泡罩小，在塔板上上可排列得得更緊湊，，從而可增增大塔板的的開孔面積積，同時液液體以水平平方向進入入液層，使使帶出的液沫減少而氣液接觸時間卻加長，故可增大大氣體流速速而提高生生產(chǎn)能力，，板效率亦有所增加，壓力降卻比泡罩塔塔小。結(jié)構(gòu)上它比泡罩罩塔簡單，但比篩板板塔復(fù)雜。這種結(jié)構(gòu)的的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單單，生產(chǎn)能能力和操作作彈性大，，板效率高高。綜合性性能較優(yōu)異異。缺點是因閥片活活動，在使使用過程中中有可能松松脫或被卡卡住，造成成該閥孔處處的氣、液液通過狀況況失常，為為避免閥片片生銹后與與塔板粘連連，以致蓋蓋住閥孔而而不能浮動動，浮閥及及塔板都用用不銹鋼制制成，此外外，膠黏性性液體易將將閥片粘住住，液體中中有固體顆顆粒會使閥閥片被架起起，都不宜宜采用。浮閥塔的生產(chǎn)能力比泡罩塔約約大20%～40%，操作彈性可達7～9，板效率比泡罩塔約約高15%，制造費用為泡罩塔的的60%～80%，為篩板塔塔的120%～130%。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤-組合導(dǎo)向浮浮閥組合導(dǎo)向浮浮閥塔板是是華東理工工大學(xué)的專專利技術(shù)，，用于汽液液傳質(zhì)過程程，具有良良好的操作作性能。C-101~C-107板式塔采用用組合導(dǎo)向浮浮閥塔板，其主主要特征為為：1塔板上配有有矩形導(dǎo)向向浮閥（圖圖1）和梯形導(dǎo)導(dǎo)向浮閥（（圖2），按一定定的比例組組合而成。。浮閥上設(shè)設(shè)有導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔的的開口方向向與塔板上上的液流方向一致。在操作中中，從導(dǎo)向向孔噴出的的少量汽體體推動塔板板上的液體體流動，從從而可消除除塔板上的的液面梯度度。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤-組合導(dǎo)向浮浮閥（2）矩形導(dǎo)向向浮閥和梯梯形導(dǎo)向浮浮閥，兩端端設(shè)有閥腿腿。在操作作中，汽體體從浮閥的的兩側(cè)流出出，無向后的力力，因此，組組合導(dǎo)向浮浮閥塔板上上的液體返混是很小的。（3）塔板上的的梯形導(dǎo)向向浮閥，適適當(dāng)排布在在塔板兩側(cè)側(cè)的弓形區(qū)區(qū)內(nèi)。因為為從梯形導(dǎo)導(dǎo)向浮閥兩兩側(cè)流出的的汽體有向向前的推力力，可以加加速該區(qū)域域的液體流流動，從而而可以消除除塔板上的的液體滯止止區(qū)。（4）如果液流流強度較大大或液體流流路較長，，在液體進進口端和中中間部位，，也可以排排布適當(dāng)數(shù)數(shù)量的梯形形導(dǎo)向浮閥閥，以便消消除液面梯梯度。一、塔板類類型:溢流塔板-浮閥塔盤-組合導(dǎo)向浮浮閥（5）由于矩形形導(dǎo)向浮閥閥和梯形導(dǎo)導(dǎo)向浮閥在在操作中不轉(zhuǎn)動，因而浮閥閥無磨損，不脫落。因此，組合合導(dǎo)向浮閥閥塔板具有有合理的結(jié)結(jié)構(gòu)特征和和良好的流流體力學(xué)性性能，為目目前國內(nèi)最最佳浮閥型型塔板。組組合導(dǎo)向浮浮閥塔板與與F1（V1）型浮閥塔塔板效率相相比，塔板板效率可提提高15-20%；處理能力力可提高30%以上，塔板板壓降減小小20-30%。一、塔板類類型:溢流塔板-舌型塔盤1.4.1舌型塔板一種斜噴射型塔板。結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，在在塔板上沖沖出若干按按一定排列列的舌形孔，舌片向上上張角以20°左右為宜。。舌片塔板是是在平板上上沖壓出許許多向上翻翻的舌形小小片而作成成。塔板上上沖出舌片片后，所留留下的孔也也是舌的形形狀，從下下層板上升升的氣體在在舌與孔之之間幾乎成成水平地噴噴射出來，，速度可達達到20~30m/s，沖向液層層，將液體體分散成滴滴或束。這這種噴射作作用使兩相相的接觸大大為強化，，而提高傳傳質(zhì)效果。。由于氣體體噴出的方方同與液流流方同大體體上一致，，前者對后后者起推動動作用，使使液體流量量加大而液液面落差不不增。板上上液層薄，，也就使塔塔板的阻力力減小，液液沫夾帶也也少一些。。一、塔板類類型:溢流塔板-舌型塔盤優(yōu)點：氣流由舌舌片噴出并并帶動液體體沿同方向向流動。氣氣液并流避避免了返混混和液面落落差，塔板板上液層較較低，塔板板壓降較小小。氣流方方向近于水水平。相同同的液氣比比下，舌形形塔板的液液沫夾帶量量較小，故故可達較高高的生產(chǎn)能能力。缺點：張角固定定，在氣量量較小時，，經(jīng)舌孔噴噴射的氣速速低，漏液液嚴重，操操作彈性小小。液體在在同一方向向上加速，，有可能使使液體在板板上的停留留時間太短短、液層太太薄，板效效率降低。。舌片塔板是是在平板上上沖壓出許許多向上翻翻的舌形小小片而作成成。塔板上上沖出舌片片后，所留留下的孔也也是舌的形形狀，從下下層板上升升的氣體在在舌與孔之之間幾乎成成水平地噴噴射出來，，速度可達達到20~30m/s，沖向液層層，將液體體分散成滴滴或束。這這種噴射作作用使兩相相的接觸大大為強化，，而提高傳傳質(zhì)效果。。由于氣體體噴出的方方同與液流流方同大體體上一致，，前者對后后者起推動動作用，使使液體流量量加大而液液面落差不不增。板上上液層薄，，也就使塔塔板的阻力力減小，液液沫夾帶也也少一些。。一、塔板類類型:溢流塔板-舌型塔盤-浮舌塔盤1.4.2浮舌塔板為使舌形塔塔板適應(yīng)低低負荷生產(chǎn)產(chǎn)，提高操操作彈性，，研制出了了可變氣道道截面（類類似于浮閥閥塔板）的的浮舌塔板板。浮舌板上的的主要構(gòu)件件是舌頭與浮閥的結(jié)合，既既可令氣體體以噴射方式進人液層，，又可在負負荷改變時時，令舌閥閥的開度隨隨著負荷改改變而噴射射速度大致致維持不變變。因此，，這種塔板板與固定舌舌片板相比比較，操作作較為穩(wěn)定定，操作彈彈性比較大大，效率高高一些，壓壓力降也小小一些。1.4.3斜孔塔板在舌形塔板板上發(fā)展的的斜孔塔板板，斜孔的的開口方向向與液流垂垂直且相鄰鄰兩排開孔孔方向相反反，既保留留了氣體水水平噴出、、氣液高度度湍動的優(yōu)優(yōu)點，又避避免了液體體連續(xù)加速速，可維持持板上均勻勻的低液面面，從而既既能獲得大大的生產(chǎn)能能力，又能能達到好的的傳質(zhì)效果果。一、塔板類類型:溢流塔板-舌型塔盤-斜孔塔盤一、塔板類類型:溢流塔板-網(wǎng)孔塔盤1.5網(wǎng)孔塔板網(wǎng)孔塔板由由沖有傾斜斜開孔的薄薄板制成，，具有舌形形塔板的特特點。這種種塔板上裝裝有傾斜的的擋沫板，，其作用是是避免液體體被直接吹吹過塔板，，并提供氣氣液分離和和氣液接觸觸的表面。。網(wǎng)孔塔板具具有生產(chǎn)能能力大，壓壓降低，加加工制造容容易的特點點。一、塔板類類型:穿流流塔塔盤盤2、、穿穿流流塔塔盤盤穿流流塔塔盤盤是是無溢溢流流裝裝置置的篩篩板板塔塔，，由由于于沒沒有有溢溢流流裝裝置置，，塔塔盤盤面面積積的的利利用用率率高高，，提提高高塔塔的的生生產(chǎn)產(chǎn)能能力力，，且且簡簡化化了了塔塔盤盤結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，造造價價降降低低，，制制造造業(yè)業(yè)更更方方便便。。穿穿流流塔塔盤盤的的效效率率也也較較高高，，壓壓降降小小。。其其主主要要缺缺點點是是彈彈性性小小，，不不適適宜宜易易聚聚合合生生垢垢的的系系統(tǒng)統(tǒng)。。工作作時時氣氣體體由由孔孔縫縫中中上上升升，，對對液液體體產(chǎn)產(chǎn)生生阻阻滯滯作作用用，，在在塔塔盤盤上上造造成成一一定定的的液液層層、、氣氣體體鼓鼓入入此此液液層層，，形形成成泡泡沫沫層層和和霧霧滴滴層層，，進進行行傳傳質(zhì)質(zhì)過過程程。。在在塔塔盤盤上上與與蒸蒸汽汽接接觸觸的的液液體體又又不不斷斷地地通通過過一一些些篩篩孔孔下下落落，，在在篩篩孔孔中中形形成成了了氣氣、、液液的的上上下下穿穿流流，，因因此此稱稱為為穿穿流流塔塔盤盤（（或或淋淋降降塔塔盤盤））。。但但氣氣、、液液并并非非同同時時在在所所有有的的篩篩孔孔中中穿穿流流，，而而是是氣氣流流通通過過部部分分篩篩孔孔，，在在塔塔盤盤上上與與液液體體形形成成泡泡沫沫層層，，液液體體則則經(jīng)經(jīng)過過另另外外部部分分篩篩孔孔落落下下，，而而且且氣氣、、液液交交互互通通過過的的孔孔縫縫位位置置是是不不斷斷變變化化著著的的。。一、、塔塔板板類類型型:穿流流塔塔盤盤為了了提提高高塔塔的的操操作作彈彈性性，，促促進進氣氣、、液液兩兩相相均均布布和和傳傳質(zhì)質(zhì)，，還還可可用用雙雙孔孔徑徑篩篩板板和和波波紋紋篩篩板板。。與與溢溢流流式式塔塔板板相相比比，，逆逆流流式式塔塔板板應(yīng)應(yīng)用用范范圍圍小小得得多多，，常常見見的的板板型型有有篩篩孔孔式式、、柵柵板板式式、、波波紋紋板板式式等等。。穿流流篩篩板板塔塔的的扳扳上上開開小小孔孔，，穿穿流流柵柵板板塔塔的的板板上上開開條條形形狹狹縫縫。。板板與與板板之之間間不不設(shè)設(shè)降降液液管管，，液液體體沿沿孔孔或或縫縫的的周周邊邊向向下下流流動動，，氣氣體體則則在在孔孔或或縫縫的的中中央央向向上上流流動動。。氣氣流流對對液液流流的的阻阻滯滯，，使使板板上上保保持持一一定定的的厚厚度度的的液液層層，，讓讓氣氣體體鼓鼓泡泡通通過過。。板板上上的的泡泡沫沫層層高高度度比比較較小小，，因因此此壓壓力力降降比比較較小小，，板板效效率率比比泡泡罩罩板板的的低低一一些些。。塔塔板板間間沒沒有有降降液液管管，，氣氣、、液液兩兩相相同同時時由由塔塔板板上上的的孔孔道道或或縫縫隙隙逆逆向向穿穿流流而而過過，，板板上上液液層層高高度度靠靠氣氣體體速速度度維維持持。。優(yōu)點：塔板結(jié)構(gòu)簡簡單，板上無無液面差，板板面充分利用用，生產(chǎn)能力力較大缺點：板效率及操操作彈性不及及溢流塔板一、塔板類型型-板式塔的比較較板式塔的比較較塔盤的結(jié)構(gòu)影影響到氣、液液兩相的液體體力學(xué)和傳質(zhì)質(zhì)的性能。綜綜上所述，塔塔盤可歸納為為三大類：（1）鼓泡型塔盤（包括泡罩、、浮閥、篩板板等）。氣、、液兩相接觸觸是靠氣體鼓鼓泡進入液層層，產(chǎn)生鼓泡泡、泡沫和霧霧滴區(qū)域，并并主要在泡沫沫和霧滴區(qū)中中完成傳質(zhì)。。由于氣、液液接觸時間長長，因此分離離效率高。但但因氣、液錯錯流，液面降降落大，氣流流分布不勻。。（2）噴射型塔盤（包括舌型、、浮舌等）。。氣、液兩相相接觸靠氣相相近乎水平的的噴射作用使使液相分散成成液滴或流束束，達到密切切接觸，進行行傳質(zhì)。因氣氣、液接觸時時間短，故效效率不高，但但由于氣、液液并流，靠氣氣流推動液體體，因而處理理量大，生產(chǎn)產(chǎn)能力高，且且塔盤上液層層薄，液面降降落小，壓降降也小。（3）無溢流裝置塔塔盤（包括穿流篩篩板、穿流柵柵板等）。由由于沒有溢流流裝置，塔盤盤板利用率高高，處理量大大。氣、液兩兩相逆流流動動，不存在液液面落差等問問題，板效率率也較高，但但因兩相逆流流，工作不穩(wěn)穩(wěn)定，彈性小小。二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況為有效地實現(xiàn)現(xiàn)氣液兩相之之間的傳質(zhì)，，板式塔應(yīng)具具有兩方面的的功能：（1）在每塊塊塔板上氣液液兩相必須保保持密切而充充分的接觸，，為傳質(zhì)過程程提供足夠大大而且不斷更更新的相際接接觸表面，減減小傳質(zhì)阻力力；（2）在塔內(nèi)內(nèi)應(yīng)盡量使氣氣液兩相逆流流流動，以提提供最大的傳傳質(zhì)推動力。。當(dāng)氣液兩相進進、出塔設(shè)備備的濃度一定定時，兩相逆逆流接觸時的的平均傳質(zhì)推推動力最大。。在板式塔內(nèi)內(nèi)，各塊塔板板正是按兩相相逆流的原則則組合起來的的。但是，在每塊塊塔板上，由由于氣液兩相相的劇烈攪動動，是不可能能達到充分的的逆流流動的的。為獲得盡盡可能大的傳傳質(zhì)推動力，，目前在塔板板設(shè)計中只能能采用錯流流動的方式，即液體橫向流過過塔板，而氣體垂直穿過過液層。由此可見，除除保證氣液兩兩相在塔板上上有充分的接接觸之外，板板式塔的設(shè)計計意圖是，在在塔內(nèi)造成一一個對傳質(zhì)過過程最有利的的理想流動條條件，即在總體上使兩相相呈逆流流動動，而在每一一塊塔板上兩兩相呈均勻的的錯流接觸。。二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況1、塔板上氣液兩相接觸觸狀況塔板上氣液兩兩相的接觸狀狀態(tài)是決定板板上兩相流流流體力學(xué)及傳傳質(zhì)和傳熱規(guī)規(guī)律的重要因因素。如圖所所示，當(dāng)液體體流量一定時時，隨著氣速速的增加，可可以出現(xiàn)四種種不同的接觸觸狀態(tài)。二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況1.1鼓泡接觸狀態(tài)當(dāng)氣速較低時時，氣體以鼓鼓泡形式通過過液層。由于于氣泡的數(shù)量量不多，形成成的氣液混合合物基本上以以液體為主，，氣液兩相接接觸的表面積積不大，傳質(zhì)質(zhì)效率很低。。1.2蜂窩狀接觸狀態(tài)隨著氣速的增增加，氣泡的的數(shù)量不斷增增加。當(dāng)氣泡泡的形成速度度大于氣泡的的浮升速度時時，氣泡在液液層中累積。。氣泡之間相相互碰撞，形形成各種多面面體的大氣泡泡，板上為以以氣體為主的的氣液混合物物。由于氣泡泡不易破裂，，表面得不到到更新，所以以此種狀態(tài)不不利于傳熱和和傳質(zhì)。二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況1.3泡沫接觸狀態(tài)當(dāng)氣速繼續(xù)增增加，氣泡數(shù)數(shù)量急劇增加加，氣泡不斷斷發(fā)生碰撞和和破裂，此時時板上液體大大部分以液膜膜的形式存在在于氣泡之間間，形成一些些直徑較小，，擾動十分劇劇烈的動態(tài)泡泡沫，在板上上只能看到較較薄的一層液液體。由于泡泡沫接觸狀態(tài)態(tài)的表面積大大，并不斷更更新，為兩相相傳熱與傳質(zhì)質(zhì)提供了良好好的條件，是是一種較好的的接觸狀態(tài)。。1.4噴射接觸狀態(tài)當(dāng)氣速繼續(xù)增增加，由于氣氣體動能很大大，把板上的的液體向上噴噴成大小不等等的液滴，直直徑較大的液液滴受重力作作用又落回到到板上，直徑徑較小的液滴滴被氣體帶走走，形成液沫沫夾帶。此時時塔板上的氣氣體為連續(xù)相相，液體為分分散相，兩相相傳質(zhì)的面積積是液滴的外外表面。由于于液滴回到塔塔板上又被分分散，這種液液滴的反復(fù)形形成和聚集，，使傳質(zhì)面積積大大增加，，而且表面不不斷更新，有有利于傳質(zhì)與與傳熱進行，，也是一種較較好的接觸狀狀態(tài)。如上所述，泡泡沫接觸狀態(tài)態(tài)和噴射狀態(tài)態(tài)均是優(yōu)良的的塔板接觸狀狀態(tài)。因噴射射接觸狀態(tài)的的氣速高于泡泡沫接觸狀態(tài)態(tài)，故噴射接接觸狀態(tài)有較較大的生產(chǎn)能能力，但噴射射狀態(tài)液沫夾夾帶較多，若若控制不好，，會破壞傳質(zhì)質(zhì)過程，所以以多數(shù)塔均控控制在泡沫接觸狀態(tài)下工作。浮閥塔板的板板面結(jié)構(gòu)：鼓泡區(qū)（有效效區(qū)、開孔區(qū)區(qū)）降液管區(qū)受液盤區(qū)液體安定區(qū)邊緣區(qū)溢流堰塔身溢流堰板降液管塔板受液盤安定區(qū)降液管區(qū)受液盤區(qū)鼓泡區(qū)二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況1浮閥塔板上的的氣、液流程程液體從上一塔塔板的降液管管流入板面上上的受液盤區(qū)區(qū)，經(jīng)進口安安定區(qū)進入鼓鼓泡區(qū)與浮閥閥吹出的氣體體進行質(zhì)、熱熱交換后，再再由溢流堰溢溢出進入降液液管流入下一一塔板。1浮閥塔板上的的氣、液流程程來自下一塔板板的氣體經(jīng)鼓鼓泡區(qū)的閥孔孔分散成小股股氣流，并由由各閥片邊緣緣與塔板間形形成的通道以以水平方向進進入液層。由于閥片具有有斜邊，氣體體沿斜邊流動動具有向下的的慣性，因此此只有進入液液層一定距離離待慣性消失失后氣體才會會折轉(zhuǎn)上升。。氣體在板面上上與液體相互互混合接觸進進行傳熱傳質(zhì)質(zhì)，而后逸出出液面上升到到上一層塔板板。塔板上氣氣液主體流向向為錯流流動動。二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況氣體通過浮閥閥塔板的壓降降氣體進、出一一塊塔板（包包括液層）的的壓強降即為為氣體通過該該塔板的阻力力損失（左側(cè)側(cè)壓差計所測測的hf值）。hf是以液柱高度度表示的塔板板的壓強降或或阻力損失，，因此式中，L為塔內(nèi)液體的的密度，kg/m3。板壓降hf可視為由氣體體通過干板的的阻力損失hd和氣體穿過板板上液層的阻阻力損失hl兩部分組成，，即有效長度泡沫h(huán)lhfhowHTh0二、塔板上氣液流流動和接觸狀狀況干板阻力損失失hd浮閥塔板的干干板阻力損失失壓降隨空塔塔氣速u的提高而增大大。區(qū)域Ⅰ：全部浮閥處于于靜止?fàn)顟B(tài)，，氣體由閥片片與塔板之間間由定距片隔隔開的縫隙通通過。縫隙處處的氣速與壓壓降隨氣體流流量的增大而而上升。區(qū)域Ⅱ：氣速增至A點，閥片開始始升起。浮閥閥開啟的個數(shù)數(shù)及開啟度隨隨氣體流量不不斷增加，直直至所有浮閥閥全開(B點)，氣體通通過閥孔的氣氣速變化很小小，故壓降上上升緩慢。區(qū)域Ⅲ：氣體通過浮閥閥的流通面積積固定不變，，閥孔氣速隨隨氣體流量增增加而增加，，且壓降以閥閥孔氣速的平平方快速增加加。臨界孔速uoc：所有浮閥恰好好全開時(B點)的閥孔氣速。。ABIIIIIIuoc氣速u干板壓降pd液層阻力hl氣體通過液層層的阻力損失失hl由以下三個方方面構(gòu)成：(1)克服服板上充氣液液層的靜壓；；(2)氣體體在液相分散散形成氣液界界面的能量消消耗；(3)通過過液層的摩擦擦阻力損失。。其中(1)項項遠大于后兩兩項之和。如如果忽略充氣氣液層中所含含氣體造成的的靜壓，則可可由清液層高高度代表hl。可用下式計計算式中：——充氣系系數(shù)，反映液液層充氣的程程度，無因次次。水=0.5；油=0.5~0.35；碳氫化合物物=0.4~0.5。hw和how——分別為為堰高高和堰堰上液液流高高度，，m。hf總是隨隨氣速速的增增加而而增加加，但但不同同氣速速下，，干板板阻力力和液液層阻阻力所所占的的比例例有所所不同同。氣氣速較較低時時，液液層阻阻力為為主；；氣速速高時時，干干板阻阻力所所占比比例增增大。。3、塔板上上的不不正常常操作作現(xiàn)象象漏液：部分分液體體不是是橫向向流過過塔板板后經(jīng)經(jīng)降液液管流流下，，而是是從閥閥孔直直接漏漏下。。原因：：氣速速較小小時，，氣體體通過過閥孔孔的速速度壓壓頭小小，不不足以以抵消消塔板板上液液層的的重力力；氣氣體在在塔板板上的的不均均勻分分布也也是造造成漏漏液的的重要要原因因。后果：：嚴重重的漏漏液使使塔板板上不不能形形成液液層，，氣液液無法法進行行傳熱熱、傳傳質(zhì)，，塔板板將失失去其其基本本功能能。若設(shè)計計不當(dāng)當(dāng)或操操作時時參數(shù)數(shù)失調(diào)調(diào)，輕輕則會會引起起板效效率大大降低低，重重則會會出現(xiàn)現(xiàn)一些些不正正常現(xiàn)現(xiàn)象使使塔無無法工工作。。漏液（（Weeping）氣體分分布均均勻與與否，，取決決于板板上各各處阻阻力均均等否否。氣氣體穿穿過塔塔板的的阻力力由干干板阻阻力和和液層層阻力力兩部部分組組成。。當(dāng)板板上結(jié)結(jié)構(gòu)均均勻、、各處處干板板阻力力相等等時，，板上上液層層阻力力即液液層厚厚度的的均勻勻程度度將直直接影影響氣氣體的的分布布。二、塔板上上氣液液流動動和接接觸狀狀況漏液（（Weeping）板上液液層厚厚度不不均勻勻：液層波波動和液面落落差。液層波波動：：波峰峰處液液層厚厚，閥閥孔氣氣量小小、易易漏液液。由由此引引起的的漏液液是隨隨機的的。可可在設(shè)設(shè)計時時適當(dāng)當(dāng)增大大干板板阻力力。液面落落差：：塔板板入口口側(cè)的的液層層厚于于塔板板出口口側(cè)，，使氣氣流偏偏向出出口側(cè)側(cè)，入入口側(cè)側(cè)的閥閥孔則則因氣氣量小小而發(fā)發(fā)生漏漏液。。塔板板上設(shè)設(shè)入口口安定定區(qū)可可緩解解此現(xiàn)現(xiàn)象。。單流型雙流型多流型階梯流型雙流型型、多多流型型或階階梯型型塔板板：在塔徑徑或液液體流流量很很大時時可減減少液液面落落差。。二、塔板上上氣液液流動動和接接觸狀狀況3、塔板上上的不不正常常操作作現(xiàn)象象漏液（Weeping）雙流型型多流型型二、塔板上上氣液液流動動和接接觸狀狀況3、塔板上上的不不正常常操作作現(xiàn)象象液沫夾夾帶和和氣泡泡夾帶帶（Entrainment）液沫夾夾帶：氣體體鼓泡泡通過過板上上液層層時，，將部部分液液體分分散成成液滴滴，而而部分分液滴滴被上上升氣氣流帶帶入上上層塔塔板。。由兩兩部分分組成成：(1)小小液滴滴的沉沉降速速度小小于液液層上上方空空間上上升氣氣流的的速度度，夾夾帶量量與板板間距距無關(guān)關(guān)；(2)較較大液液滴的的沉降降速度度雖大大于氣氣流速速度，，但它它們在在氣流流的沖沖擊或或氣泡泡破裂裂時獲獲得了了足夠夠的向向上初初速度度而被被彈濺濺到上上層塔塔板。。夾帶帶量與與板間間距有有關(guān)。。氣泡夾夾帶：液體體在降降液管管中停停留時時間太太短，，大量量氣泡泡被液液體卷卷進下下層塔塔板。。后果：：液沫夾夾帶是是液體體的返返混，，氣泡泡夾帶帶是氣氣體的的返混混，均均對傳傳質(zhì)不不利。。嚴重重時可可誘發(fā)發(fā)液泛泛，完完全破破壞塔塔的正正常操操作。。液沫夾夾帶和和氣泡泡夾帶帶是不不可避避免的的，但但夾帶帶量必必需嚴嚴格地地控制制在最最大允允許值值范圍圍內(nèi)。。3、塔板上的不不正常操作作現(xiàn)象二、塔板上氣液液流動和接接觸狀況液泛（Dumpingofliquid）塔內(nèi)液體不不能順暢逐逐板流下，，持液量增增多，氣相相空間變小小，大量液液體隨氣體體從塔頂溢溢出。夾帶液泛：板間距過過小，操作作液量過大大，上升氣氣速過高時時，過量液液沫夾帶量量使板間充充滿氣、液液混合物而而引發(fā)的液液泛。溢流液泛：液體在降降液管內(nèi)受受阻不能及及時往下流流動而在板板上積累所所致。為使液體能能由上層塔塔板穩(wěn)定地地流入下層層塔板，降降液管內(nèi)必必須維持一一定的液柱柱高度Hdhf+hHTh0howhw式中：hf——板壓降h——液體體經(jīng)過降液液管的阻力力損失二、塔板上氣液液流動和接接觸狀況3、塔板上的不不正常操作作現(xiàn)象液泛（Dumpingofliquid）氣速一定，，液體流量量時，、how、hf及h，Hd，即塔板具具有自動調(diào)調(diào)節(jié)功能。。上層塔板溢溢流堰上緣緣為Hd極限。若再再加大液體體流量，Hd與板上液面面同時升高高，降液管管調(diào)節(jié)功能能消失，板板上累積液液量增加，，最終引起起溢流液泛泛。若氣速過高高，液體中中的氣泡夾夾帶加重，，降液管內(nèi)內(nèi)的泡沫層層隨之增高高，也易造造成溢流液液泛。hf過大必導(dǎo)致致Hd大，易發(fā)生生液泛。如如降液管設(shè)設(shè)計過小或或發(fā)生部分分堵塞，h急劇增大，，也會導(dǎo)致致溢流液泛泛。夾帶液泛與與溢流液泛泛互為誘因因，交互影影響。過量量液沫夾帶帶阻塞氣體體通道，板板阻急增，，降液管中中泡沫層堆堆積，從而而引發(fā)溢流流液泛。而而溢流液泛泛發(fā)生時，，塔板上鼓鼓泡層增高高，分離空空間降低，，夾帶液泛泛也將隨之之發(fā)生。液泛使整個個塔不能正正常操作，，甚至發(fā)生生嚴重的設(shè)設(shè)備事故，，要特別注注意防范。。負荷性能圖圖及操作彈彈性負荷性能圖圖為一定任務(wù)務(wù)設(shè)計的塔塔板，在一一定氣、液液相負荷范范圍內(nèi)才能能實現(xiàn)良好好的氣、液液流動與接接觸狀態(tài)，，有高的板板效率。當(dāng)氣、液相相負荷超出出此范圍，，不僅塔板板的分離效效率大大降降低，甚至至塔的穩(wěn)定定操作也將將難以維持持。有必要對已已設(shè)計的塔塔確定出其其氣、液相相操作范圍圍。012345正常操作范范圍Ls(m3/h)Vs(m3/h)1.漏液線(氣氣相負荷下下限線)2.過量液沫夾夾帶線(氣氣相負荷上上限線)3.液相負荷下下限線4.液相負荷上上限線5.溢流液泛線線012345Ls

(m3/h)Vs

(m3/h)操作彈性塔板的操作作彈性：上、下操作作極限點的的氣體流量量之比。對一定結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸的塔塔板，采用用不同氣液液比時控制制塔的操作作彈性與生生產(chǎn)能力的的因素均可可