化工傳質與分離過程2024/4/2化工傳質與分離過程化工傳質與分離過程2024/4/1化工傳質與分離過程1第三章塔設備>>3.1板式塔（1）板式塔功能：氣液接觸（傳質系數大、接觸面積大）板式塔的設計意圖（理想流動狀態）：板式塔上兩相接觸狀態：鼓泡接觸狀態：u低，清液層，氣泡為傳質表面，液相為連續相；泡沫接觸狀態：u增加，清液層降低，不斷更新的液膜為傳質表面，液相為連續相；噴射接觸狀態：u較大，不斷更新的液滴為傳質表面曲線，氣相為連續相。盡量逆流流動（最大的傳質推動力）：氣體在壓差下由下而上，液體在重力下由上而下；錯流塔板：總體上逆流流動，板上錯流流動氣液充分接觸，總體上逆流流動，板上錯流流動化工傳質與分離過程第三章塔設備>>3.1板式塔（1）板式塔功能：氣液2第三章塔設備>>3.1板式塔（2）板式塔上非理想流動——降低傳質推動力液膜夾帶氣泡夾帶反混不均勻流動氣體不均勻流動（液面落差和水力學梯度）液體不均勻流動三種不正常現象夾帶液泛溢流液泛嚴重漏液隨氣速增大，使塔板阻力增大，上層塔板上液層增厚，塔板液流不暢，液層迅速積累，以致充滿整個空間，即液泛。由此原因誘發的液泛為液沫夾帶液泛。開始發生液泛時的氣速稱之為液泛氣速當塔內氣、液兩相流量較大，導致降液管內阻力及塔板阻力增大時，均會引起降液管液層升高，。當降液管內液層高度難以維持塔板上液相暢通時，降液管內液層迅速上升，以致達到上一層塔板，逐漸充滿塔板空間，即發生液泛化工傳質與分離過程第三章塔設備>>3.1板式塔（2）板式塔上非理想流3第三章塔設備>>3.1板式塔（3）板式塔的塔板基本結構液體流動方向1234561、降液管的受液區2、進口安定區3、鼓泡區4、出口安定區（破沫區）5、降液管的溢流區6、無效區化工傳質與分離過程第三章塔設備>>3.1板式塔（3）板式塔的塔板基本結4第三章塔設備>>3.1板式塔（4）接觸狀態的選擇泡沫接觸狀態：液膜足夠穩定，不易形成大氣泡，有利傳質噴射接觸狀態：液滴不斷更新，小液滴（要求液滴不穩定）物性性質膜、滴穩定性接觸狀態選擇泡沫噴射σ輕>σ重

穩定√

×σ輕<σ重不穩定×√

化工傳質與分離過程第三章塔設備>>3.1板式塔（4）接觸狀態的選擇泡5第三章塔設備>>3.1板式塔（5）塔板負荷性能圖1、霧沫夾帶線2、液相負荷下限線（液體分布均勻限制）3、漏液線（氣相負荷下限線）4、液相負荷上限線（停留時間，氣泡夾帶）5、液泛線操作彈性定義化工傳質與分離過程第三章塔設備>>3.1板式塔（5）塔板負荷性能圖16（a）單流型（b）雙流型（c）四程流型(d）階梯流型（e）U型流型第三章塔設備>>塔板溢流類型液體在板上流經長，氣液接觸時間長，有利于提高傳質效率；但液面落差大，氣流分布不均U型流：小塔，或液體流量小單溢流：廣泛應用于D<2.2m階梯式溢流：減小液面落差，不減小流經，但結構復雜。階梯式溢流、雙（多）溢流：應用于D>2.2m化工傳質與分離過程（a）單流型（b）雙流型（c）四程流型(d）階梯7①設計點P1

靠近液沫夾帶線，說明A、

HT

太小，可通過減小降液管面積Ad或lW,提高HT

。

②設計點P2

靠近降液管液泛線，說明降液管液體通能力小，塔板阻力大。為此可擴大降液管，提高開孔率，即提高HT

或lW

，增加篩孔數。

③設計點P3

靠近塔板漏液線，說明塔板開孔率太高，可適當減少孔數n

④設計點P4

靠近液相下限線及氣相下限，說明溢流堰lW過長或降液管面積Ad

過大，開孔面積A0過大，故可減小堰長lW

。此類情況應減小塔徑D。

⑤設計點P5

靠近降液管上限線，說明降液管空間裕量較小，可提高HT或lW均。若經過調整仍不適宜，顯然就需要重新設計D。第三章塔設備>>負荷性能圖的應用化工傳質與分離過程①設計點P1

靠近液沫夾帶線，說明A、

HT8a.塔板間距HT

提高塔板間距HT

，既增加了塔板間距空間高度，又增加了降液管體積。則有利于減少液沫夾帶，增強降液管液體的通過能力（推動力增大），使液體停留時間增加。所以，1、4、5條線向外移第三章塔設備>>HT對負荷性能圖的影響化工傳質與分離過程a.塔板間距HT

提高塔板間距9降液管面積Ad

或堰長lW

若增大堰長

則引起Ad

增大，塔截面的氣相通道面積A及開孔區Aa

減小。因lW增大，則溢流強度降低，故使其液相下限提高，A減小使u增大，使液沫夾帶量增大，而降液管Ad

增大，使液體停留時間增長。Aa

減小，若其開孔率不變，孔數n減少，使孔流速u0

提高，使塔板漏液點u0’

下降，所以氣相流量下限線或漏液限降低，使得5條線均發生變化第三章塔設備>>降液管面積對負荷性能圖的影響化工傳質與分離過程降液管面積Ad

或堰長lW

若增大堰長10增大塔板的開孔率

若其他尺寸不變僅曾篩孔數n即提高開孔率

，使得孔流氣速u0

下降。使得塔板阻力下降，易發生漏液，緩解降液管的液泛，故漏液線3及降液管液泛線5均上移第三章塔設備>>開孔率面積對負荷性能圖的影響化工傳質與分離過程增大塔板的開孔率

若其他尺寸不變僅曾篩孔數11第三章塔設備>>塔板類型>>泡罩塔板結構特點優點：不易發生漏液缺點：結構復雜，效率不高，操作彈性較小應用情況：目前較少應用化工傳質與分離過程第三章塔設備>>塔板類型>>泡罩塔板結構特點優點：不易發生12第三章塔設備>>塔板類型>>篩板結構特點特點：易發生漏液結構簡單，效率不高，生產能力大，操作彈性較小應用情況：日趨應用廣泛化工傳質與分離過程第三章塔設備>>塔板類型>>篩板結構特點特點：易發生漏液結13F-1型V-4型A型十字架型方形浮閥結構特點優點：應用情況：應用廣泛生產能力大操作彈性大效率較高結構較簡單壓力降和液面落差較小第三章塔設備>>塔板類型>>浮閥塔化工傳質與分離過程F-1型V-4型A型十字架型方形浮閥結構特點優點：應用情況：14第三章塔設備>>塔板類型>>其它塔板（1）噴射塔板斜孔塔板化工傳質與分離過程第三章塔設備>>塔板類型>>其它塔板（1）噴射塔板斜孔塔板15網孔塔板第三章塔設備>>塔板類型>>其它塔板（2）林德篩板化工傳質與分離過程網孔塔板第三章塔設備>>塔板類型>>其它塔板（2）林德篩板16垂直篩板多降液管塔板無溢流柵板和篩板

第三章塔設備>>塔板類型>>其它塔板（3）化工傳質與分離過程垂直篩板多降液