板式塔

板式塔主要类型的结构和特点 工业上常用的板式塔有：

泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流栅孔板塔 浮阀塔具有的优点：

生产能力大，塔板效率高，操作弹性大，结构简单，安装方便。 二、板式塔的流体力学特性 1、塔内气、液两相的流动

A 使气液两相在塔板上进行充分接触以增强传质效果

B 使气液两相在塔内保持逆流，并在塔板上使气液量相保持均匀的错流接触，以获得较大的传质推动力。

2、气泡夹带：

液体在下降过程中，有一部分该层板上面的气体被带到下层板上去，这种现象称为气泡夹带。

3、液（雾）沫夹带：

气体离开液层时带上一些小液滴，其中一部分可能随气流进入上一层塔板，这种现象称为液（雾）沫夹带。

4、液面落差

液体从降液管流出的横跨塔板流动时，必须克服阻力，故进口一侧的液面将比出口这一侧的高。此高度差称为液面落差。

液面落差过大，可使气体向上流动不均，板效率下降。 5、气体通过塔板的压力降 压力降的影响：

A 气体通过塔板的压力降直接影响到塔低的操作压力，故此压力降数据是决定蒸馏塔塔底温度的主要依据。

B 压力降过大，会使塔的操作压力改变很大。 C 压力降过大，对塔内气液两相的正常流动有影响。

压力降：ΔPP=ΔPC+ΔPL+ΔPδ 塔板本身的干板阻力ΔPC 板上充气液层的静压力ΔPL 液体的表面张力ΔPδ

折合成塔内液体的液柱高度M，则

ΔPP/?L g=ΔPC/?L g +ΔPL /?L g +ΔPδ/?L g 即hp=hc+hL+hδ

浮阀塔的压力降一般比泡罩塔板的小，比筛板塔的大。在正常操作情况，塔板的压力降以290—490 N/m2 .在减压塔中为了减少塔的真空度损失，一般约为98—245Pa 通常应在保证较高塔板效率的前提下，力求减少塔板压力降，以降低能耗及改善塔的操作性能。

6、液泛（淹塔）

汽液量相中之一的流量增大到某一数值，上、下两层板间的压力降便会增大到使降液管内的液体不能畅顺地下流。当降液管内的液体满到上一层塔板溢流堰顶之后，便漫但上层塔板上去，这种现象，称为液泛（淹塔）

如气速过大，便有大量液滴从泡沫层中喷出，被气体带到上一层塔板，或有大量泡沫生成。

如当液体流量过大时，降液管的截面便不足以使液体及时通过，于是管内液面即行升高。

上述两种情况导致液泛的情况中，比较常遇到的气体流量过大，故设计时均先以不发生过量液沫夹带为原则，定出气速的上限，在此限度内再选定一个合理的操作气速。

当气速增大到液滴所受阻力恰等于其净重时，液滴便在上升气流中处于稳定的悬浮状态。

因为d、ζ不易准确求得，

所以用C代替，即：

（1）史密斯关联图

横坐标：纵坐标：C20 参数：HT－hL （2）板间距HT

液气动能参数

一般D<1.5m HT=0.2～0.4m D>1.5m HT=0.4～0.6m （3）板上液层高度hL

常压 hL=0.05～0.1m 通常取0.05～0.08m 减压 hL≤0.025m

（4）

C20：由图6—53查得的负荷稀疏值。 C：操作物系的负荷系数。 δ：操作物系的表面张力，N/m。 （5）适宜的空塔气速u，即：

u=(0.6～0.8)umax

对于直径较大、板间距较大及加压或常压操作的塔以及不易起泡物系，安全系数可取较高的数值，而对直径较小及减压操作的塔以及严重起泡的物系，安全系数应取较低的数值。

7、液沫夹带

是指板上液体被上升气流带入上一层塔板的现象。

为了保证板式塔能维持正常的操作效果，应使每千克上升气体夹埃到上一层塔板的液体联不超过0.1kg，即控制雾沫夹带量eV<0.1kg（液）/kg（气）。

影响雾沫夹带的因素很多，最主要的是空塔气速和塔板间距。对于浮阀塔板上雾沫夹带量的计算，迄今尚无适用于一般工业塔的确切公式。通常是间接地用操作时的空塔气速与发展液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带量大小的指标。此比值称为泛点百分数或称泛点率。 在下列泛点率数值范围内，一般可保证雾沫夹带量达到规定的指标，即eV<0.1kg（液）/kg（气）。

大塔 F1<80～82% 负压塔 F1<75～77% D<900mm的塔, F1<65～75%

式中，F1：泛点率，%。

CV：气相负荷系数，m3/s. VS,LS：气相及液负荷，m3/s.

ZL：板上液体流径长度，对单溢流塔板ZL=D－2Wd.。 Ab：板上也流面积，对单溢流塔板AB=AT－Af。 CF：泛点负荷系数，可根据气相密度ρV及板间距HT

查得。

K：物系系数，其值见表6—4。

依上式算得的泛点率不在上述范围内，则应当调整有关参数，如板间距、塔径，重新计算，直至符合上述泛点率规定的范围为准。

8、泄漏

但气相符合减少，致使上升气体通过阀孔的动压不足以阻止流体经阀孔流下时，便会出现泄漏现象。

泄漏发生，塔板效率严重下降，正常操作时，泄漏应不大于液体流量的10%。经验证明，但阀孔动能因数F0=5～6时，泄漏量常接近10%。故取F0=5～6作为控制泄漏量的操作下限。

当浮阀在刚全开操作，气体通过阀孔处的动能因数F0=8～11。 9、降液管内液面高度与液体停留时间

为了防止液泛现象的发生，须控制降液管中的清液层和泡沫层高度不能高出上层塔板的出口堰顶，否则年内液体便会漫回本层塔板，令：

一般物系取 Φ= 0.5 发泡暗中物系 Φ=0.3～0.4 不发泡物系 Φ= 0.6～0.8 在降液观被1—1’和下一层板上 液面2—2’之间列柏努利方程，得：

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