化工原理下册.pptx

《化工原理下册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理下册.pptx（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、板式塔 力求造成一个对传质过程有利的理想流动条件设计意图：总体上使两相逆流流动，总体上使两相逆流流动，每块塔板上两相呈错流接触每块塔板上两相呈错流接触1、筛孔塔板构造 气体通道筛孔 38mm 溢流堰保证塔板上贮有一定量的液体。（入口堰降液管下端出口流动均匀）降液管下端必须液封下端缝隙ho堰高hw 第1页/共36页第2页/共36页第3页/共36页第4页/共36页2、气液接触状态根据筛孔气速大小确定 鼓泡接触状态泡沫接触状态喷射接触状态 气速增大第5页/共36页3、阻力损失 板压降 干板压降 孔板流速 液层阻力 主要为板上泡沫层静压 板压降 以液柱高度表示 第6页/共36页4、气液两相的非理想

2、流动 空间上的 反向流动 液沫夹带液滴被上升气流裹挟至上层塔板 气泡夹带进入降液管液体因卷入气体泡沫 来不及解脱被带入下层塔板 返混 有害因素 空间上不 均匀流动 气体沿塔板的不均匀流动 液体沿塔板的不均匀流动 中间快 边缘慢 第7页/共36页第8页/共36页第9页/共36页5、板式塔的不正常操作现象 非理想流动对传质不利但能保持塔的正常操作，若设计不良或操作不当则会产生无法工作的不正常操作。夹带液泛 液体流量一定时，气速越大，夹带液体量越大，液层越厚，液层厚度的增加对夹带量的影响越显著，因而当气速增至某一定数值时，塔板上将出现恶性循环，板上液层不断增厚而不能平衡，液体将充满全塔。夹带液泛主要

3、因气速过大所引起，后果淹塔。第10页/共36页 漏液 气速较小，部分液体从筛孔直接流下的现象，随机性，液面波动造成液层阻力不均匀引起倾向性漏液，液面落差使气流偏向出口侧，入口侧因无气体通过而持续漏液。漏液因气速过小引起，后果塔板无积液，破坏正常操作。溢流液泛 当气速不变,增加液体流量则降液管液面上升，这时板压降也相应增大，当超过一定数值则塔板无法自衡，板上最终全塔充满液体。这是因为降液管的通过能力的限制而引起，后果淹塔。第11页/共36页6、板效率 各种影响因素对板上两相传质的影响各种影响因素对板上两相传质的影响 点效率点效率 第12页/共36页点效率与塔板上各点的两相传质速率相关 第13页/

4、共36页 默弗里板效率默弗里板效率 减小返混程度，增加气液流动的均匀性都可提高默减小返混程度，增加气液流动的均匀性都可提高默弗里板效率弗里板效率表示离开同一塔板两相的平均组成之间关系适应实际塔板数计算的需要第14页/共36页 湿板效率湿板效率 除以上两项影响外(气相和液相的不均匀流动)：还有塔板间的非理想流动影响：漏液（可忽略）及液沫夹带定义表观气相组成第15页/共36页包含液沫夹带的影响影响操作线位置 湿板效率在形式上与默弗里板效率没有区别 第16页/共36页在全回流下 在相邻两降液管中取液体样品分析即可 对实际部分回流情况要进行一定的修正 湿板效率的实际测定：由表观操作线方程第17页/共3

5、6页 全塔效率全塔效率 解决塔上部、下部效率不等性 以综合的方法直接定义全塔效率 全塔效率 ：板式塔分离性能的综合度量只能实际测定 第18页/共36页7、操作参数和塔板的负荷性能图 对一定物系和一定的塔结构，必相应有一个适宜的气液流量范围。板效率与气体流量的关系 气量过小严重漏液使 气量过大液沫夹带使 操作气量的上下限 液体流量 与气量与气量板效率关系类似板效率关系类似 过小流动不均 过大液面落差过大 第19页/共36页 负荷性能图 线1：过量液沫夹带线 线5：液量上限线 线2：漏液线线3：溢流液泛线线4：液量下限线第20页/共36页(3)(3)操作极限 a,b,c三线与负荷性能图二个交点表示

6、塔的上、下操作极限线a:低液气比过量液沫夹带控制 线b:高液气比溢流液泛控制 线c:液气比很大气泡夹带控制 在一定的液气比 下操作，塔内两相流量关系为通过原点,斜率为 的直线。（如图中a,b,c三线）操作弹性操作弹性 指上、下操作极限的气体流量之比第21页/共36页 塔板设计点和操作点必须在范围之内以获得合理板效率，用于塔的操作、塔板改造及设计。负荷性能图意义负荷性能图意义第22页/共36页8.塔板型式 辩证看待高效率 效率与气液负荷 效率与压降纯度要求不高，可牺牲一些效率换取高气液负荷增大生产能力真空精馏压降是主要指标，压降高则抵消部分抽真空效果。第23页/共36页几种新型塔板发展沿革 泡罩

7、塔板 由升气管与泡罩构成，不适应生产大变化浮阀塔板 取消升气管，设浮动盖板，可根据气量大小 自行调节开度 筛孔塔板 结构最简单，造价低廉，应用广泛 舌型塔板 适于高液气比，减少液沫夹带 网孔塔板 倾斜开孔，具有舌形塔板特点 垂直塔板 多降液管塔板 林德筛孔 真空精馏 无溢流塔板 第24页/共36页二、筛板塔的设计 设计良好的筛板是一种效率高，生产能力大的塔板，目前已成为应用最广的通用塔板。一般孔径的泡沫型操作的筛板塔设计一般孔径的泡沫型操作的筛板塔设计1、塔板的板面布置 降液区 塔板出、入孔安定区 边缘区 有效面积 尽量增大Aa有效传质区 第25页/共36页开孔率=筛孔总面积/有效面积=1/2

8、筛孔面积=正三角形面积 第26页/共36页2、塔板的设计参数 塔板直径D板间距降液管底部与塔板间距 液体进出口安定区 边缘区宽度 筛孔直径 孔间距 第27页/共36页3、设计程序 板间距的选择和塔径的初步确定塔板结构设计 塔板的校核 作出负荷性能图以全面了解塔板的操作性能.设计示例设计示例 例10-1苯甲苯混合物在常压下通过精馏塔进行分离，已知该塔精馏段两相流量和有关物性的平均值为：试根据以上条件设计一筛孔塔板，并给出塔板的负荷性能图。第28页/共36页三、填料塔 1、塔结构及填料特性 填料特性的评价填料特性的评价 比表面积 空隙率 几何形状 几种常用填料几种常用填料 拉西环鲍尔环 规整填料

9、矩鞍环阶梯环瓷质填料、金属填料、塑料填料、网体填料 筒体、填料、支承板、气体分布器、结构结构液体分布器、再分布器、出入口第29页/共36页瓷质填料金属填料第30页/共36页塑料填料第31页/共36页网体填料第32页/共36页2、填料层内气液两相的流动 持液量：操作时单位填充体积所具有的液体量 液体分布：液体在流经足够高的一段填料层后，将形成 一个发展了的液体分布，称为填料的特征分 布。壁流现象，壁部阻力小放大效应传质性能下降填充不均匀引起 气体流动：处于湍流状态，气速增大，压降增大 气液两相流动的交互影响 干填料层 两相逆流 原因：液膜增厚，通道变小，流速增大，造成附加压降增大。液膜增厚，通道变小，流速增大，造成附加压降增大。第33页/共36页载点：在不同液体流量下，气液两相流动的交互影响变得显 著的点，即随着 泛点：当气液流量达到某一定值时，两相交互作用恶性发展 出现液泛 ，当压降曲线显著变为垂直的转折点。设计点气速=5080泛点气速 填料塔塔径 第34页/共36页四、填料塔与板式塔的比较 大 宜处理 可安装 盘管等 填料塔填料塔 板式塔板式塔 小液体负荷小，不润湿液体负荷大，液泛不宜易聚合，固体悬浮物不易适宜，限制破碎操作范围 处理物 传热 腐蚀性物系热敏性物系真空操作比较项目第35页/共36页感谢您的观看。第36页/共36页