73 板式塔.ppt

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1、7.3 板式塔板式塔一、分类一、分类1.按塔板结构按塔板结构泡罩塔、泡罩塔、筛板塔，筛板塔，浮阀塔、浮阀塔、舌形塔舌形塔穿流式栅板塔等。穿流式栅板塔等。（目前应用最广的是筛板塔及浮阀塔）（目前应用最广的是筛板塔及浮阀塔）2.按气液两相流动方式按气液两相流动方式错流式错流式(有降液管有降液管):图图7-32（a）逆流式逆流式(无降液管无降液管):图图7-32（b）（有降液管的塔板应用较广）（有降液管的塔板应用较广）3.3.按液体流动型式按液体流动型式单溢流型单溢流型:图图7-33（a）双溢流型双溢流型:图图7-33（b）1图图 732 错流式和逆流式塔板错流式和逆流式塔板（a a）错流式错流式（

2、b b）逆流式逆流式2图图7 733 33 液体的流型液体的流型（a a）单溢流型单溢流型（b b）双溢流型双溢流型3二、板式塔的结构二、板式塔的结构 泡罩塔泡罩塔 塔盘上的气液接触状况塔盘上的气液接触状况:图图 7-34 优、缺点：优、缺点：塔盘主要结构塔盘主要结构:由泡罩、升气管、溢流堰、降液管及塔板由泡罩、升气管、溢流堰、降液管及塔板 等部分组成等部分组成设计及操作时应避免的问题设计及操作时应避免的问题:锥流锥流 脉冲鼓泡脉冲鼓泡 偏流和倾流偏流和倾流 过量雾沫夹带过量雾沫夹带 液泛液泛概念概念:雾沫夹带雾沫夹带少量微小液滴被蒸气夹带到上层塔盘的现象少量微小液滴被蒸气夹带到上层塔盘的现象

3、 压力降压力降蒸气通过每层塔盘所引起的压力损失蒸气通过每层塔盘所引起的压力损失4有帽缘的有帽缘的圆形泡罩圆形泡罩5图图7-34 7-34 泡罩塔盘上的气液接触泡罩塔盘上的气液接触6F1F1型浮阀型浮阀 塔盘上的气液接触状况塔盘上的气液接触状况:优、缺点：优、缺点：浮阀浮阀:气液传质元件气液传质元件,最普最普 遍的是遍的是F1型浮阀型浮阀,分轻阀和重阀两种。分轻阀和重阀两种。浮阀塔浮阀塔7 筛板塔筛板塔 塔盘上的气液接触状况塔盘上的气液接触状况:图图 7-35 塔盘结构塔盘结构:由筛孔区、无孔区、溢流堰、降液管及塔板等组成。由筛孔区、无孔区、溢流堰、降液管及塔板等组成。孔径孔径:46mm 一般筛

4、孔一般筛孔 通常按正三角形排列通常按正三角形排列 孔间距孔间距t与孔径与孔径d0的比值的比值=34 溢流堰高度溢流堰高度 优、缺点：优、缺点：常压操作时常压操作时:取取2550mm减压蒸馏时减压蒸馏时:取取1015mm。8图图735 筛板塔结构筛板塔结构 及气液接触状况及气液接触状况9 无降液管塔无降液管塔:图图7-36图图7 736 36 穿流式栅板塔穿流式栅板塔10 导向筛板塔导向筛板塔:图图7-37两项改进：两项改进：斜喷型塔斜喷型塔舌塔形舌塔形:图图7-38浮动舌形塔浮动舌形塔:图图7-3911图图7-37 7-37 导向筛板的结构导向筛板的结构12图图7-38 7-38 单溢流舌形塔

5、单溢流舌形塔13图图7-39 浮动舌形塔的舌片浮动舌形塔的舌片14三、板式塔的比较三、板式塔的比较 塔的基本性能指标塔的基本性能指标:生产能力生产能力单位塔截面上单位时间的物料处理量单位塔截面上单位时间的物料处理量 塔板效率塔板效率 适应能力适应能力指对各种物料的适应性及负荷波动时维持操作指对各种物料的适应性及负荷波动时维持操作 稳定而保持较高分离效率的能力稳定而保持较高分离效率的能力 操作弹性操作弹性最大蒸汽负荷最大蒸汽负荷/最小蒸汽负荷最小蒸汽负荷 流体阻力流体阻力气体通过每层塔板或单位高度填料层的压力降气体通过每层塔板或单位高度填料层的压力降 造价造价 操作是否方便操作是否方便板式塔板式

6、塔:每层塔板所达到的分离程度每层塔板所达到的分离程度填料塔填料塔:单位高度填料层所达到的分离程度单位高度填料层所达到的分离程度15图图7-40 7-40 板式塔生产能力的比较板式塔生产能力的比较 比较比较:图图7-40,7-41,7-42,表表7-4 16图图7-41 7-41 板式塔板效率的比较板式塔板效率的比较17图图8-42 8-42 板式塔压力降的比较板式塔压力降的比较 （纵坐标为（纵坐标为10MPa/10MPa/理论值）理论值）18表表7-4 7-4 板式塔性能的比较板式塔性能的比较塔型塔型与泡罩塔与泡罩塔相比的相相比的相对对气相气相负负荷荷效效率率操作操作弹弹性性85%85%最大最

7、大负负荷荷时时的的单单板板压压降降（mmmm水柱）水柱）与泡罩与泡罩塔相比塔相比的相的相对对价格价格可靠可靠性性泡罩塔泡罩塔1.01.0良良超超454580801.01.0优优浮浮阀阀塔塔1.31.3优优超超454560600.70.7良良筛筛板塔板塔1.31.3优优良良303050500.70.7优优舌形塔舌形塔1.351.35良良超超404070700.70.7良良栅栅板塔板塔2.02.0良良中中252540400.50.5中中19过程设备设计过程设备设计结论结论浮阀塔在蒸气负荷、操作弹性、效率方面比浮阀塔在蒸气负荷、操作弹性、效率方面比泡罩塔有明显优势。泡罩塔有明显优势。筛板塔压降小、造

8、价低、生产能力大，除操筛板塔压降小、造价低、生产能力大，除操作弹性较小外，其余均接近于浮阀塔。作弹性较小外，其余均接近于浮阀塔。栅板塔操作范围比较窄，板效率随负荷的变栅板塔操作范围比较窄，板效率随负荷的变化较大。化较大。20四、塔盘结构四、塔盘结构塔盘类型塔盘类型:按结构按结构 按气液流动方式按气液流动方式整块式整块式分块式分块式溢流式溢流式穿流式穿流式溢流式塔盘的组成溢流式塔盘的组成:塔板、降液管、受液槽、溢流堰塔板、降液管、受液槽、溢流堰 和气液接触元件等。和气液接触元件等。塔盘的要求塔盘的要求:a.有一定的刚度有一定的刚度维持水平维持水平 b.塔盘与塔壁间有一定密封性塔盘与塔壁间有一定密

9、封性避免气、液短路避免气、液短路 c.便于制造、安装、维修便于制造、安装、维修 d.成本低成本低21 塔盘塔盘当当DN700mm整块式塔盘整块式塔盘当当DN800mm分块式塔盘分块式塔盘当当700DN800mm根据实际任选根据实际任选 整块式塔盘整块式塔盘重叠式重叠式:图图7-44 组装方式组装方式定距管式定距管式:图图7-43 塔节间连接塔节间连接采用法兰连接采用法兰连接 塔盘结构塔盘结构 塔盘与塔内壁的密封塔盘与塔内壁的密封采用软填料密封采用软填料密封,图图7-47角焊角焊:图图7-45翻边翻边:图图7-46221 1塔盘板塔盘板 2 2降液管降液管 3 3拉杆拉杆 4 4定距管定距管 5

10、 5塔盘圈塔盘圈 6 6吊耳吊耳7 7螺栓螺栓 8 8螺母螺母9 9压板压板 10 10 压圈压圈1111石棉绳石棉绳图图7-437-43定距管式塔盘结构定距管式塔盘结构23图图7-44 7-44 重叠式塔盘结构重叠式塔盘结构 1调节螺栓调节螺栓 2 2支承板支承板 3 3支柱支柱 4 4压圈压圈 5 5塔盘圈塔盘圈 6 6填料填料 7 7支承圈支承圈 8 8压板压板 9 9螺母螺母 1010螺柱螺柱 1111塔盘板塔盘板 1212支座支座24（a）（b）图图7-45 7-45 角焊式整块塔盘角焊式整块塔盘塔盘圈较高时用塔盘圈较高时用塔盘圈较低时用塔盘圈较低时用25图图7-46 7-46 翻边

11、式整块塔盘翻边式整块塔盘（a a）（b b）直边较短，整体直边较短，整体冲压成型冲压成型塔盘圈与塔板对塔盘圈与塔板对接焊而成接焊而成26图图7-47 整块式塔盘的密封结构整块式塔盘的密封结构1.1.螺栓螺栓 2 2螺母螺母 3 3压板压板 4 4压圈压圈 5 5填料填料 6 6圆钢圈圆钢圈 7 7塔盘塔盘密封结构密封结构软填料密封，石棉线、聚四氟乙烯纤维编织填料。软填料密封，石棉线、聚四氟乙烯纤维编织填料。27 分块式塔盘分块式塔盘:槽式槽式 型式型式自身梁式自身梁式:图图7-49,常用常用 塔节间连接塔节间连接采用焊接采用焊接 内部通道板：内部通道板：目的目的:便于塔内清洗和维修便于塔内清洗

12、和维修,使人能进入各层塔盘使人能进入各层塔盘 位置位置:a.在塔盘板接近中央处设置在塔盘板接近中央处设置 b.各层通道板在同一垂直位置上，以利采光和拆卸。各层通道板在同一垂直位置上，以利采光和拆卸。以利采光和拆卸以利采光和拆卸 c.也可用一块塔盘板代替也可用一块塔盘板代替 连接结构连接结构上、下均可拆，图上、下均可拆，图7-50塔盘之间塔盘之间通道板与塔盘板之间通道板与塔盘板之间28 塔盘连接的紧固方式塔盘连接的紧固方式椭圆垫板及螺柱椭圆垫板及螺柱:见图见图7-51,为装拆迅速、为装拆迅速、方便方便,常用不锈钢。常用不锈钢。楔形紧固件楔形紧固件 塔盘板与支承圈的连接塔盘板与支承圈的连接:图图7

13、-52,卡子卡子29图图7-48 7-48 分块式塔盘的组装结构分块式塔盘的组装结构1 1出口堰出口堰2 2上段降液板上段降液板3 3下段降液板下段降液板4 4受液盘受液盘 5 5支撑梁支撑梁6 6支撑圈支撑圈7 7受液盘受液盘8 8入口堰入口堰9 9塔盘边板塔盘边板1010塔盘板塔盘板1111紧固件紧固件1212通道板通道板 1313降液板降液板1414出口堰出口堰 1515紧固件紧固件 1616连接板连接板通道板通道板30图图7-49 7-49 分块式塔盘板分块式塔盘板31图图7-50 7-50 双面可拆的结构双面可拆的结构塔盘板塔盘板塔盘板塔盘板123M10503032图图7-51 双面

14、可拆连接结构双面可拆连接结构33图图7-527-52卡子的组装结构卡子的组装结构1 1卡板卡板 2 2椭圆垫板椭圆垫板 3 3圆头螺钉圆头螺钉 4 4螺母螺母34 降液管降液管 结构型式结构型式 图图7-53圆形圆形弓形弓形 降液管的尺寸降液管的尺寸:图图7-54 液封高度液封高度hw防止气体从降液管底部窜入防止气体从降液管底部窜入 间距间距h0降液管底端到下层塔盘受液盘面降液管底端到下层塔盘受液盘面 的距离。的距离。（hw-h0）=612mm。大型塔不小于。大型塔不小于38mm 对降液管的要求对降液管的要求:使夹带气泡的液流进入降液管后使夹带气泡的液流进入降液管后,具有具有 足够的分离空间足

15、够的分离空间将气泡分离，仅有将气泡分离，仅有 清液流往下层塔盘。清液流往下层塔盘。35 降液管设计准则降液管设计准则:a.液体在降液管内的流速为液体在降液管内的流速为0.030.12m/s；b.液流通过降液管的最大压降为液流通过降液管的最大压降为250Pa；c.液体在降液管内的停留时间为液体在降液管内的停留时间为3-5s，通常，通常4s；d.降液管内清液层的最大高度不超过塔板间距的一半；降液管内清液层的最大高度不超过塔板间距的一半；e.液体越过溢流堰降落时抛出的距离，不应射及塔壁液体越过溢流堰降落时抛出的距离，不应射及塔壁;降降 液管的截面积占塔盘总面积的比例，通常为液管的截面积占塔盘总面积的

16、比例，通常为525%之间。之间。结构结构36 降液管与塔体的连接降液管与塔体的连接可折式可折式:图图7-59 焊接固定式焊接固定式37(a)(b)(c)(d)(e)固定在塔盘上的固定在塔盘上的弓型降液管弓型降液管弓形区全部截面弓形区全部截面用作降液面积用作降液面积弓型区截面中仅有一小部弓型区截面中仅有一小部分用于有效的降液截面。分用于有效的降液截面。图图7-53 降液管的型式降液管的型式38图图7-54 7-54 降液管的液封结构降液管的液封结构39图图7-55 7-55 整块式塔盘的弓型降液管结构整块式塔盘的弓型降液管结构（a）（b）40图图7-56 7-56 整块式塔盘的圆形降液管结构整块

17、式塔盘的圆形降液管结构(a)(a)碳素钢碳素钢(b)(b)不锈钢不锈钢用于用于碳钢塔盘碳钢塔盘用于用于不锈钢塔盘不锈钢塔盘41图图7-57 7-57 整块式塔盘的长圆形降液管结构整块式塔盘的长圆形降液管结构42分块式塔盘的降液管，有垂直式和倾斜式分块式塔盘的降液管，有垂直式和倾斜式 图图7-58 7-58 降液管的形式降液管的形式垂直式垂直式倾斜式倾斜式(a)(b)43图图7-59 7-59 可折降液管的组装结构可折降液管的组装结构（a a）（b b）（c c）搭接式，组装搭接式，组装时可调节其位时可调节其位置的高低置的高低折边辅助梁式，可增加折边辅助梁式，可增加降液板的刚度，但组装降液板的刚

18、度，但组装时不能调节时不能调节兼有可调节及兼有可调节及刚性好的结构刚性好的结构降液管与塔体的连接降液管与塔体的连接可折式及焊接固定式可折式及焊接固定式44 受液盘受液盘 作用作用:a.保证降液管出口处的液封保证降液管出口处的液封 b.改变流体流向改变流体流向缓冲作用缓冲作用(凹形凹形)液封盘液封盘:在塔或塔段的最底层塔盘降液管末端设置在塔或塔段的最底层塔盘降液管末端设置 保证降液管出口处的液封保证降液管出口处的液封 图图7-61,62 泪孔泪孔供停工时排液用供停工时排液用45（a）1 1受液盘受液盘 2 2降液盘降液盘3 3塔盘板塔盘板 4 4塔壁塔壁图图7 760 60 受液盘结构受液盘结构

19、1塔壁塔壁 2降液板降液板 3塔盘板塔盘板 4受液盘受液盘 5筋板筋板（b）461-支承圈支承圈2-液封盘液封盘3-泪孔泪孔4-降液板降液板 图图7-61 7-61 弓形降液管液封盘结构弓形降液管液封盘结构 471-1-圆形降液管圆形降液管2-2-筋板筋板3-3-液封盘液封盘 图图7-62 7-62 圆形降液管圆形降液管液封盘结构液封盘结构48 溢流堰溢流堰根据位置分为根据位置分为:进口堰进口堰 出口堰出口堰进口堰进口堰 作用作用:a.保证降液管的液封，使液体均匀流入下层塔盘保证降液管的液封，使液体均匀流入下层塔盘 b.减少液流在水平方向的冲击减少液流在水平方向的冲击 位置位置:液流进入端液流进入端 一般在采用平型受液盘时加进口堰一般在采用平型受液盘时加进口堰 尺寸尺寸:图图7-63出口堰出口堰 作用作用:a.保持塔盘上液层的高度保持塔盘上液层的高度 b.使流体均匀分布使流体均匀分布 平直堰平直堰 型式型式 齿形堰齿形堰 可调节堰可调节堰 尺寸尺寸:图图7-63,whwh49图图7-63 7-63 溢流堰的结构尺寸溢流堰的结构尺寸50