蒸馏和吸收塔设备.ppt

第三章蒸馏和吸收塔设备
蒸馏操作和吸收操作从气液传质的角度有着共同的特点,可在同样的塔设备中进行。按其结构形式有
板式塔,一般处理量大
传质设备
填料塔,一般处理量小
第一节板式塔
板式塔为逐板接触式的气液传质设备,塔板类型按气液流动的方式,可将塔板分为错流塔板和逆流塔板。
3-1-1 塔板类型
逆流塔板,少用
错流塔板,常用
错流塔板主要形式有:
生产能力小
气流阻力大
一、泡罩塔板
操作弹性大
结构复杂
生产能力大
气流阻力小
二、  筛板
操作弹性小
结构简单
三、  浮阀塔板
F1 型,适用普通系统
V-4型,适用减压系统
T型,适用含颗粒或易聚合的物料
 
生产能力大,开孔率大、>泡罩20~40%、筛板塔
操作弹性大,阀片可以自由升降以适应气量的变化
塔板效率高,平吹、接触时间长、雾沫夹带少

气流阻力小,开孔大
液面落差小,液流阻力小
造价适中,约等于60~80%泡罩、120~130%筛板
 
四、  喷射型塔板
生产能力大,开孔率大、可用较高的空塔气速
气流阻力小,液层较薄
、无返混、雾沫夹带小,水平分力
操作弹性小,气流截面积固定
气相夹带严重,斜吹

操作弹性大
气流阻力小
效率较高,介于浮阀与舌形之间
3. 斜孔塔板
结构简单、压降低
3-1-2 板式塔的流体力学性能
评价塔设备的性能指标为:
生产能力
塔板效率
设备性能
操作弹性
塔板压力降
 塔的操作能否正常进行,与塔内的气液两相的流体力学状况有关:
塔板压力降
液泛
流体力学性能雾沫夹带
漏液
液面落差
一、  塔板压降
总阻力= 干板阻力+ 液层静压力+ 表面张力
在较高板效率前提下,力求减小塔板压力降
 二、  液泛:气液量大到使全塔液体相连
三、  雾沫夹带气流将液体从下层板带入上层板
四、  漏液:液体从升气孔流下,要求〈10%
气速太小,或液面落差引起气流分布不均
塔板入口处往往上漏液,设安定区
 
五、  液面落差:液体克服板面阻力形成位差
六、  负荷性能图:各种极限条件下Vs-Ls关系曲线组成的图
1. 雾沫夹带线(气相负荷上限线)


(降液管超负荷线,气泡夹带线)
(气相负荷下限线)

操作弹性­——两极限的气量之比
3-1-3 浮阀塔设计
一、  浮阀塔工艺尺寸的计算(工艺设计)

­
式中 Z­­—塔高,m;
NT—理论板层数;
ET—总板效率;
HT—塔板间距,m。
取整数
HTD,表3-2(经验数据)
易起泡、负荷波动大时,应H­T


式中 D—塔径,m;
VS—气体流量,m3/s;
u—空塔气速,m/s。
关键在于确定适宜的空塔气速u。
式中 d­—液滴的直径,m。
由净重力与摩擦阻力的平衡,得
整理,得
式中 umax—极限空塔气速,m/s;

—负荷系数,
图中 Vh、Lh­—气、液两相的体积流量,m3/h;
V、L—气、液两相的密度,kg/m3;
hL—板上液层高度,m;

—液气动能参数
校正负荷系数
式中—操作物系的液体表面张力,mN/m。
求出塔径后还需园整,之后还要进行流体力学核算。
 

溢流堰
溢流装置园形,一般用于小塔
降液管
弓形,常用
 
U型流,一般用于小塔
单溢流,D<
液流型式
双溢流,D>2 m
阶梯流,D>3 m
(1)    出口堰(溢流堰)
,单溢流
堰长
,双溢流
式中 hL­­—板上液层高度,m;
hw­—堰高,m;
how—堰上液层高度,m。
<6mm,采用齿形堰
>6mm,单溢流
>60mm,双溢流
平直堰:
式中 Lh­—塔内液体流量,m3/h。
E—液流收缩系数,见图3-11
当E=1时,可用列线图3-12求hOW。
齿形堰:一般齿深hn<15mm
当液层高度不超过齿顶时,