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板式塔的结构现有种类等内容汇总《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:22:08 阅读: 来源:后桥厂家

2018-01-03 14:02:54来源:贤集网 屈苗

板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备,由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成,广泛应用于精馏和吸收,有些类型(如筛板塔)也用于萃取,还可作为反应器用于气液相反应过程,操作时(以气液系统为例),液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出;气体在压力差推动下,自下而上依次穿过各层塔板,至塔顶排出。下面贤集网小编通过以下几个知识要点,为您进一步介绍一下板式塔,包括:板式塔的结构、现有种类、操作特性、工业要求、新型开发。

板式塔的结构

塔板是板式塔中气液两相接触传质的部位,决定塔的操作性能,通常主要由以下三部分组成:

1、气体通道:

为保证气液两相充分接触,塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层,气体通道的形式很多,它对塔板性能有决定性影响,也是区别塔板类型的主要标志,筛板塔塔板的气体通道最简单,只是在塔板上均匀地开设许多小孔(通称筛孔),气体穿过筛孔上升并分散到液层中,泡罩塔塔板的气体通道最复杂,它是在塔板上开有若干较大的圆孔,孔上接有升气管,升气管上覆盖分散气体的泡罩,浮阀塔塔板则直接在圆孔上盖以可浮动的阀片,根据气体的流量,阀片自行调节开度。

2、溢流堰:

为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面,塔板上须保持一定深度的液层,为此,在塔板的出口端设置溢流堰,塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定,对于大型塔板,为保证液流均布,还在塔板的进口端设置进口堰。

3、降液管:

液体自上层塔板流至下层塔板的通道,也是气(汽)体与液体分离的部位,为此,降液管中必须有足够的空间,让液体有所需的停留时间。此外,还有一类无溢流塔板,塔板上不设降液管,仅是块均匀开设筛孔或缝隙的圆形筛板,操作时,板上液体随机地经某些筛孔流下,而气体则穿过另一些筛孔上升。无溢流塔板虽然结构简单,造价低廉,板面利用率高,但操作弹性太小,板效率较低,故应用不广。

板式塔的现有种类

一、泡罩塔

塔板上设有许多供蒸气通过的升气管,其上覆以钟形泡罩,升气管与泡罩之间形成环形通道,泡罩周边开有很多称为齿缝的长孔,齿缝全部浸在板上液体中形成液封,操作时,气体沿升气管上升,经升气管与泡罩间的环隙,通过齿缝被分散成许多细小的气泡,气泡穿过液层使之成为泡沫层,以加大两相间的接触面积。

二、筛板塔

筛板是在带有降液管的塔板上钻有3~8mm直径的均布圆孔,液体流程与泡罩塔相同,蒸气通过筛孔将板上液体吹成泡沫,筛板上没有突起的气液接触元件,因此板上液面落差很小,一般可以忽略不计,只有在塔径较大或液体流量较高时才考虑液面落差的影响。

三、浮阀塔

浮阀塔是50年代开发的一种较好的塔,在带有降液管的塔板上开有若干直径较大(标准孔径为39mm)的均布圆孔,孔上覆以可在一定范围内自由活动的浮阀,浮阀形式很多,常用的有F1型,V-4型,T型浮阀。操作时,液相流程和前面介绍的泡罩塔一样,气相经阀孔上升顶开阀片、穿过环形缝隙、再以水平方向吹入液层形成泡沫,随着气速的增减,浮阀能在相当宽的范围内稳定操作。因此目前获得较广泛的应用。

四、喷射型塔板

筛板上气体通过筛孔及液层后,夹带着液滴垂直向上流动,并将部分液滴带至上层塔板,这种现象称为雾沫夹带,雾沫夹带的产生固然可增大气液两相的传质面积,但过量的雾沫夹带造成液相在塔板间返混,进而导致塔板效率严重下降,在浮阀塔板上,虽然气相从阀片下方以水平方向喷出,但阀与阀间的气流相互撞击,汇成较大的向上气流速度,也造成严重的雾沫夹带现象。

板式塔的操作特性

各种塔板只有在一定的气液流量范围内操作,才能保证气液两相有效接触,从而得到较好的传质效果,可用塔板负中的几条边线所表示,其气液流量限度为:

1、漏液线:气体流量低于此限时,液体经开孔大量泄漏;

2、过量雾沫夹带线:气体流量高于此限时,雾沫夹带量超过允许值,会使板效率显著下降;

3、液流下限线:若液体流量过小,则溢流堰上的液层高度不足,会影响液流的均匀分布,致使板效率降低;

4、液流上限线:液体流量太大时,液体在降液管内停留时间过短,液相夹带的气泡来不及分离,会造成气相返混,板效率降低;

5、液泛线:气液流量超过此线时,引起降液管液泛,使塔的正常操作受到破坏。

如果塔板的正常操作范围大,对气液负荷变化的适应性好,就称这些塔板的操作弹性大。浮阀塔和泡罩塔的操作弹性较大,筛板塔稍差。这三种塔型在正常范围内操作的板效率大致相同。

板式塔的工业要求

工业生产对塔板的要求主要是:

①通过能力要大,即单位塔截面能处理的气液流量大;

②塔板效率要高;

③塔板压力降要低;

④操作弹性要大;

⑤结构简单,易于制造;在这些要求中,对于要求产品纯度高的分离操作,首先应考虑高效率;对于处理量大的一般性分离(如原油蒸馏等),主要是考虑通过能力大。

板式塔的新型开发

一、开发需求

1、为了满足上述要求,近30年来,在塔板结构方面进行了大量研究,从而认识到雾沫夹带通常是限制气体通过能力的主要因素;

2、在泡罩塔、筛板塔和浮阀塔中,气体垂直向上流动,雾沫夹带量较大,针对这种缺点,并为适应各种特殊要求,开发了多种新型塔板,主要是有以下几类。

二、新型塔板种类

1、舌形塔板

塔板上设有倾斜的舌孔,使喷出气流的方向接近水平,因而雾沫夹带大为减少,同时气流对液流有推进作用,因此气液流通过能力均较高;但由于塔板上液层太薄,板效率显著降低。

2、斜孔塔板

由中国开发,它的结构特点是使舌孔的开口方向与液流垂直,相邻两排的开孔方向相反,这样既允许较大气速且液层不会过薄,保证高效率。

3、网孔塔板

由冲有倾斜开孔的薄板组成,板上还装有几块拦截液流的碎流板,以阻止液体被连续加速,这是一种气液通过能力大,而板效率无明显降低的新塔板。

4、林德筛板

专为真空精馏设计的高效率低压力降塔板,结构特点是在整个筛板上设置一定数量的导向筛孔,在塔板入口处设置斜台,林德筛板利用部分气体的动量推动液体流动,以抵消液体流经塔板因受到流动阻力而形成的水力坡度,均匀降低液层,减少气液两相在空间上的反向流动和不均匀分布,因此既降低塔板压力降,又提高塔板效率,斜台的作用是避免低气速下在塔板入口处发生漏液现象。

5、多降液管塔板

特别适用于大液体负荷操作,每块塔板上设有多根平行的降液管(一般其间隔约0.5m),相邻两塔板的降液管成90°交错,降液管下端悬空在下面塔板的鼓泡区上方,液流从管底的缝隙下落,靠管内积液的液封作用,阻止气体窜入管中,一般因积液层浅,可以采用较小的板间距,这样能抵偿它板效率稍低的缺点。

6、旋流塔板

这种气体通过能力大、板间距小的新型塔板,也是中国开发的。当气流通过类似于风车叶片式的塔板时,发生旋转运动,并将降液管流下的液体喷散,使气液较好地接触。因为离心力的作用,雾沫夹带大为减小,故可采用较高气速;但因气液接触时间短,板效率较低。

以上是贤集网小编为您介绍的关于板式塔的知识,包括:板式塔的结构、现有种类、操作特性、工业要求、新型开发。板式塔为逐级接触式塔,气液传质在板上液层空间内进行;两相的组成沿塔高呈阶梯式变化,在正常操作下,液相为连续相,气相为分散相,在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触,为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面,以减小传质阻力;在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动,以提供较大的传质推动力。

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