板式塔的設計 (1)

1、化工過程設備設計化工過程設備設計（二）（二） 板式精餾塔的設計板式精餾塔的設計 化工學院化學工程系化工學院化學工程系 2015年年5月月25日日 課程設計的目的課程設計的目的 目的：目的： 綜合能力訓練綜合能力訓練 工程調研，收集和查閱文獻資料、綜合應用所學知識、理論工程調研，收集和查閱文獻資料、綜合應用所學知識、理論 計算、設備選型、工程圖繪制、編寫設計計算說明書。計算、設備選型、工程圖繪制、編寫設計計算說明書。 工程觀念培養(yǎng)工程觀念培養(yǎng) 理論理論小試中間試驗小試中間試驗放大為實際工程生產(chǎn)應用。放大為實際工程生產(chǎn)應用。 理論課理論課 課課 程程 設設 計計 課課 程程 設設 計計 實驗課實驗

2、課 實驗課實驗課 化工原理課程化工原理課程 將將 比作一個完整統(tǒng)一體的人比作一個完整統(tǒng)一體的人 n意義意義:化工原理課程設計是一個具有總結性的化工原理課程設計是一個具有總結性的 實踐實踐教學教學環(huán)節(jié)。是綜合應用本課程和相關課環(huán)節(jié)。是綜合應用本課程和相關課 程知識，完成以某單元操作為主的一次設計程知識，完成以某單元操作為主的一次設計 實踐。為畢業(yè)設計和今后從事技術工作打下實踐。為畢業(yè)設計和今后從事技術工作打下 一定的基礎。一定的基礎。 n1.鞏固和掌握本課程的主要知識；鞏固和掌握本課程的主要知識； n2.培養(yǎng)綜合運用所學知識去解決生產(chǎn)實際問培養(yǎng)綜合運用所學知識去解決生產(chǎn)實際問 題的能力；題的能力

3、； 設計的意義及要求設計的意義及要求 一一、設計的意義及要求設計的意義及要求 n3.掌握化工設備的工藝設計程序、方法和有關的掌握化工設備的工藝設計程序、方法和有關的 設計原則。包括查閱技術資料、正確選擇工藝參設計原則。包括查閱技術資料、正確選擇工藝參 數(shù)、搜集有關公式和使用圖表手冊的能力，以及數(shù)、搜集有關公式和使用圖表手冊的能力，以及 正確進行工程計算的能力；正確進行工程計算的能力； n4.樹立正確的設計思想，用工程觀念來考慮設計內(nèi)樹立正確的設計思想，用工程觀念來考慮設計內(nèi) 容。使理論正確、技術可行、操作安全、經(jīng)濟合容。使理論正確、技術可行、操作安全、經(jīng)濟合 理。理。 n5.熟悉有關的國家標準

4、和部頒標準及技術規(guī)范。熟悉有關的國家標準和部頒標準及技術規(guī)范。 n6.具有用簡潔的文字和正確的圖表來表達自己設具有用簡潔的文字和正確的圖表來表達自己設 計思想與設計成果的能力。計思想與設計成果的能力。 為有效地實現(xiàn)氣液兩相之間的傳質，塔設備應具有 以下兩方面的功能： 工業(yè)生產(chǎn)對塔設備的要求 在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸，為 傳質過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，減小 傳質阻力，以達到較高的傳質效率； 在塔內(nèi)應盡量使氣液兩相呈逆流流動，以提供最大的傳 質推動力。 為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設備應具有下列基本要求： 1）分離效率要高，以減少實際塔板數(shù)，降低塔高度； 2）生產(chǎn)能

5、力要大，并能適應生產(chǎn)的波動性，即要求在 較大的操作范圍內(nèi)具有較高的分離效率； 3）流體通過塔板的壓降小，以節(jié)省動力或熱能的消耗； 4）結構簡單，制造安裝容易，以節(jié)省材料消耗和減少 制造費用； 5）塔內(nèi)的滯留液量要少，以縮短啟動時間，但要保證 操作的可靠性； 6）耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調節(jié)和檢修。 概述概述 n主要內(nèi)容主要內(nèi)容 n結構與性能結構與性能 n流體力學性能流體力學性能 n工藝設計方法工藝設計方法 n選型選型 塔設備的類型塔設備的類型 板式塔：液相為連續(xù)相，氣相為分散相板式塔：液相為連續(xù)相，氣相為分散相 填料塔：液相為分散相，氣相為連續(xù)相填料塔：液相為分散相，氣相為連續(xù)相 n逐級接

6、觸式氣液傳質設備逐級接觸式氣液傳質設備 n1 1）錯流塔板）錯流塔板 n泡罩塔泡罩塔 n篩板塔篩板塔 n浮閥塔浮閥塔 n2 2）逆流塔板）逆流塔板 n篩板塔篩板塔 n柵縫板柵縫板 n波紋板波紋板 一、塔板的類型 常用板式塔的類型常用板式塔的類型 塔板的構造塔板的構造 篩孔篩孔 降液管降液管 溢流堰溢流堰 （剖面圖） 降液管降液管 受液區(qū)受液區(qū) 溢流堰溢流堰 安定區(qū)安定區(qū) 開孔區(qū)開孔區(qū) 俯視圖 一、塔板的類型 塔板 有降液管式塔板 無降液管式塔板 塔板的分類 a.有降液管式塔板 b.無降液管式塔板 錯流式 逆流式 1. 塔板分類 (1)泡罩塔板 泡罩塔板是工業(yè)上應用最早的塔板，它由升氣 管及泡罩

7、構成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形 和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有80、100 和150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑大小選擇。泡罩 下部周邊開有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形 或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。 一、塔板的類型 2. 塔板的主要形式 泡罩實物 泡罩塔板 a.操作示意圖；b.塔板平面圖；c.圓形泡罩 泡罩塔板的優(yōu)缺點 v 操作彈性大 v 塔板不易堵塞 v 生產(chǎn)能力及板效率較低 v 結構復雜、造價高 一、塔板的類型 優(yōu)點 缺點 (2)篩孔塔板 篩孔塔板簡稱篩板，1830年問世，其結構特 點是在塔板上開有許多均勻小孔，孔徑一般為3 8mm。篩孔在塔板上為正三角形排列。塔板上設

8、置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。 一、塔板的類型 篩孔塔板 a.操作示意圖；b.篩孔布置圖 v 板上液面落差小，氣體壓降低 v 生產(chǎn)能力大 v 操作彈性小 v 結構簡單、造價低 v塔板效率較高 篩孔塔板的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 v 篩孔易堵塞，不宜處理易結焦、黏度大的物料 一、塔板的類型 (3)浮閥塔板 浮閥塔板的結構特點是在塔板上開有若干個 閥孔，每個閥孔裝有一個可上下浮動的閥片，閥 片本身連有幾個閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥 轉90，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥 片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個略向下彎的定 距片，當氣速很低時，由于定距片的作用，閥片 與塔板呈點接觸而坐落在閥孔上，可

9、防止閥片與 板面的粘結。 一、塔板的類型 浮閥實物 浮閥塔板 a.F1 型浮閥；b. V-4 型浮閥；c. T 型浮閥 新型浮閥塔板 VV塔板 梯形導向浮閥塔板 v 操作彈性大 v 生產(chǎn)能力大 v 處理易結焦、高黏度物料閥片易與塔板粘結 v 操作時閥片易脫落或卡死 v 結構簡單、造價低 v 塔板效率較高 一、塔板的類型 浮閥塔板的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 (4)噴射型塔板 舌型塔板 舌型塔板的結構特點是，在塔板上沖出許多 舌孔，方向朝塔板液體流出口一側張開。舌片與 板面成一定的角度，有18、20、25三種 （一般為20），舌片尺寸有5050mm和 2525mm兩種。舌孔按正三角形排列，塔板的 液體流

10、出口一側不設溢流堰，只保留降液管。 一、塔板的類型 舌形塔板示意圖 浮舌塔板 浮舌塔板的結構特點是，其舌片可上下浮動。 因此，浮舌塔板兼有浮閥塔板和固定舌型塔板的 特點，處理能力大、壓降低、操作彈性大。 浮舌塔板示意圖 一、塔板的類型 n 斜孔塔板斜孔塔板 塔板的性能評價指標 v 生產(chǎn)能力大 v 塔板效率高 v 塔板壓降低 v 操作彈性大 v 結構簡單，制造維修方便，造價低 二、塔板的性能評價 三種塔板的比較: 1. 生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： 篩板篩板 浮閥浮閥 泡罩；泡罩； 2. 壓降：壓降： 泡罩泡罩 浮閥浮閥 篩板；篩板； 3. 操作彈性：操作彈性： 浮閥浮閥 泡罩泡罩 篩板；篩板； 4.

11、造價：造價： 泡罩泡罩 浮閥浮閥 篩板；篩板； 5. 板效率：板效率： 浮閥、篩板相當浮閥、篩板相當 泡罩。泡罩。 常見塔板的性能比較 塔板類型 相對生 相對塔 操作 壓力降 結構 成本 產(chǎn)能力 板效率 彈性 泡罩塔板 1.0 1.0 中 高 復雜 1.0 篩孔塔板 1.2 1.4 1.1 低 低 簡單 0.4 0.5 浮閥塔板 1.2 1.3 1.1 1.2 大 中 一般 0.4 0.5 舌形塔板 1.3 1.5 1.1 小 低 簡單 0.4 0.5 斜孔塔板 1.5 1.8 1.1 中 低 簡單 0.4 0.5 二、塔板的性能評價 hw howHd hL ho HT D Wc D x Wd

12、 Ws tAf Aa Ws Af L Lw 溢流堰溢流堰 降液管降液管 受液盤受液盤 三、塔板的結構參數(shù) 四、塔板的溢流裝置 1. 降液管 降液管是塔板間液體流動的通道，也是使溢流 液中所夾帶氣體得以分離的場所。 降液管 圓形降液管 弓形降液管 矩形降液管 適用于小直徑塔 適用于中等直徑塔 適用于中大直徑塔，采用中間溢流 四、塔板的溢流裝置 塔板溢流類型 四、塔板的溢流裝置 2. 受液盤 受液盤用于接受上層塔板下降的液體，通過進 口堰形成液封，并使液體在塔板上分布均勻。 受液盤 平受液盤 凹形受液盤 適用于小直徑塔 適用于大直徑塔 五、板式塔的流體力學性能 塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩

13、相流 流體力學及傳質和傳熱規(guī)律的重要因素。當液體流 量一定時，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)四種不同的 接觸狀態(tài)： v 鼓泡接觸狀態(tài) v 蜂窩接觸狀態(tài) v 泡沫接觸狀態(tài) v 噴射接觸狀態(tài) 1. 塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài) （1）鼓泡接觸狀態(tài) 鼓泡接觸狀態(tài) 氣速較低時，氣 體以鼓泡形式通過液 層。由于氣泡的數(shù)量 不多，形成的氣液混 合物基本上以液體為 主，氣液兩相接觸的 表面積不大，傳質效 率很低。 五、板式塔的流體力學性能 （2）蜂窩狀接觸狀態(tài) 蜂窩狀接觸狀態(tài) 隨著氣速增加，氣泡 數(shù)量不斷增加。當氣泡形 成速度大于氣泡浮升速度 時氣泡在液層中累積。氣 泡間相互碰撞，形成各種 多面體的大氣泡。由于氣 泡

14、不易破裂，表面得不到 更新，所以此種狀態(tài)不利 于傳熱和傳質。 五、板式塔的流體力學性能 （3）泡沫接觸狀態(tài) 泡沫接觸狀態(tài) 當氣速繼續(xù)增加，氣 泡數(shù)量急劇增加，氣泡不 斷發(fā)生碰撞和破裂，此時 板上液體大部分以液膜的 形式存在于氣泡之間，形 成一些直徑較小，擾動十 分劇烈動態(tài)泡沫，由于泡 沫接觸狀態(tài)表面積大，并 不斷更新，是一種較好的 接觸狀態(tài)。 五、板式塔的流體力學性能 （4）噴射接觸狀態(tài) 噴射接觸狀態(tài) 當氣速繼續(xù)增加，把板 上液體向上噴成大小不等的 液滴，直徑較大的液滴受重 力作用落回到塔板上，直徑 較小的液滴被氣體帶走，形 成液沫夾帶。液滴回到塔板 上又被分散，這種液滴反復 形成和聚集，使傳

15、質面積增 加，表面不斷更新，是一種 較好的接觸狀態(tài)。 五、板式塔的流體力學性能 氣體通過塔板需克服一定的阻力塔板壓降。 塔板 阻力 板上各部件所造成的局部阻力。 板上充氣液層的靜壓力形成的阻力。 液體表面張力形成的阻力。 塔板壓降=干板壓降+充氣液層壓降+表面張力壓降 干板阻力 充氣液層阻力 表面張力阻力 五、板式塔的流體力學性能 2. 塔板壓降 分析 氣液接 觸時間 塔板效率 塔釜溫度 氣體阻力 塔板壓降 塔板壓降 能量消耗 對熱敏性物系的分離，應采用較低的塔板壓降。 五、板式塔的流體力學性能 當液體橫向流過塔板時，為克服板上的摩擦阻 力和板上部件（如泡罩、浮閥等）的局部阻力，需 要一定的液

16、位差，則在板上形成由液體進入板面到 離開板面的液面落差。 塔板上的液面 落差示意圖 液面 落差 五、板式塔的流體力學性能 3. 液面落差 分析 氣液分布 均勻程度 塔板效率 與塔板的 結構有關 泡罩塔板大 浮閥塔板中 篩孔塔板小 與塔徑、液 體流量有關 塔徑 流量 五、板式塔的流體力學性能 （1）漏液 在正常操作塔板上，液體橫向流過塔板，然后 經(jīng)降液管流下。當氣體速度較小時，氣體通過升氣 孔道的動壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下時，便 會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。 為保證塔正常操作，漏液量應不大于液體流量 的10%。漏液量為10%的氣體速度稱為漏液速度，它 是板式塔操作氣速的下限。 六、板式塔的操作特性 1

17、.塔板上的異常操作現(xiàn)象 上升氣流穿過塔板上液層時，必然將部分液體 分散成微小液滴，氣體夾帶著這些液滴在板間的空 間上升，如液滴來不及沉降分離，則將隨氣體進入 上層塔板，這種現(xiàn)象稱為霧沫夾帶。 為維持正常操作，需將霧沫夾帶限制在一定范 圍，一般為 eV 0.1kg(液)/ kg(氣)。 （2）霧沫夾帶 霧沫夾帶量 六、板式塔的操作特性 （3）液泛 塔板正常操作時，在塔板上應維持一定厚度的 液層，以和氣體進行接觸傳質。如果由于某種原因 導致液體充滿塔板之間的空間，使塔的正常操作受 到破壞，這種現(xiàn)象稱為液泛。 液泛 夾帶液泛 降液管液泛 由霧沫 夾 帶限制 六、板式塔的操作特性 對一定分離物系，當設

18、計選定塔板類型后，其 操作狀況和分離效果便只與氣液負荷有關。要維持 塔板正常操作和塔板效率的基本穩(wěn)定，必須將塔內(nèi) 的氣液負荷限制在一定的范圍內(nèi)，該范圍即為塔板 的負荷性能。 塔板的負荷性能 用負荷性能圖表 示 2.塔板負荷性能圖 六、板式塔的操作特性 塔板的負荷性能圖 S L S V 液 相 負 荷 上 限 線 漏液線 霧沫夾 帶線 液 相 負 荷 下 限 線 液泛線 5 1 2 3 4 操 作 點 操作線 S V S L (1)漏液線 漏液線氣相負荷下限線 漏液量 10液流量漏液氣速 umin (2)霧沫夾帶線 霧沫夾帶線氣相負荷上限線 霧沫夾帶量 0.1kg液/kg氣夾帶氣速 umax 六

19、、板式塔的操作特性 (3) 液相負荷下限線 液流量過低，板上液層不均勻，氣體停留時間 短，傳質效率低。 最小液流量 Lmin (4) 液相負荷上限線 液流量過高，液體通過降液管內(nèi)的停留時間較 短，氣泡來不及與液體分離 氣泡夾帶。 堰上液層高度 0.006 m 最大液流量 Lmax液體在降液管停留時間 5 s 六、板式塔的操作特性 (5) 液泛線 為防止液泛，降液管內(nèi)的液層高度應不超過某 一數(shù)值。 )( WTd hHH液泛氣速 uF 降液管內(nèi) 液層高度 安 全 系 數(shù) 塔 板 間 距 溢流 堰高 度 六、板式塔的操作特性 v 適宜操作區(qū) v 操作點 v 操作線 v 操作控制 v 操作彈性 v 操

20、作線的調節(jié) 3.板式塔的操作分析 六、板式塔的操作特性 七、塔有效高度的計算 1. 基本計算公式 Tp HNZ) 1( 板式塔有效高度是指安裝塔板部分的高度，其 計算方法是，先通過板效率將理論板層數(shù)換算為實 際板層數(shù)，再選擇合適的板間距計算板式塔的有效 高度。 實際塔 板層數(shù) 塔板 間距 2. 塔板效率 塔板效率反映了實際塔板的汽液兩相傳質的完 善程度。 (1)全塔效率 %100 p T T N N E 全塔效率反映塔中各層塔板的平均效率，它是 理論板層數(shù)的一個校正系數(shù)，其值恒小于100%。 總板 效率 七、塔有效高度的計算 (2)單板效率 單板效率又稱默弗里（Murphree）效率，它 是以

21、混合物經(jīng)過實際板的組成變化與經(jīng)過理論板 的組成變化之比來表示的，單板效率即可用汽相 組成表示，也可用液相組成表示，分別稱為汽相 單板效率和液相單板效率。 七、塔有效高度的計算 氣相單板效率 1 * 1 n n nn MV yy yy E 液相單板效率 n n nn ML xx xx E * 1 1 單板效率分析 1n t n t 1n t 1n y n y 1n y 1n x n x 1n x )( n y )( n x 七、塔有效高度的計算 (3)點效率 點效率是指塔板上 各點的局部效率。 1 * 1 n n OV yy yy E 點效率分析 1n y n y n x 1n x x y)(

22、y 七、塔有效高度的計算 八、板式塔直徑的計算 1.基本計算公式 u D s v4 提示v 精餾段與提餾段分別計算，相差不大取較大者 作為塔徑，相差較大采用變徑塔。 v 計算塔徑后應進行圓整。 精餾塔內(nèi) 徑計算式 v標準塔徑（標準塔徑（mm）：）：600，700，800，1000，1200， 1400，1600，1800，2000，4200 變徑塔或通徑塔變徑塔或通徑塔 八、板式塔直徑的計算 2.空塔氣速的確定 空塔氣速是影響精餾操作的重要因素，空塔氣 速的上限有嚴重的霧沫夾帶或液泛決定，下限由漏 液決定，適宜的空塔氣速應介于二者之間。 根據(jù)設計經(jīng)驗，通常取 max )8.06.0(uu 最大

23、空 塔氣速 3.氣相體積流量的計算 （1）精餾段體積流量的計算 V mVn Mq 3600 , s v ii n i m MyM 1 操作壓力較低時，氣相可視為理想氣體混合物 pT Tpq Q Vn VV 0 0 , , 3600 4 .22 八、板式塔直徑的計算 （2）提餾段體積流量的計算 V mVn S Mq V 3600 , ii n i m MyM 1 pT pT q q Vn VV 0 0 , , 3600 4 .22 操作壓力較低時，氣相可視為理想氣體混合物 八、板式塔直徑的計算 九九. . 溢流裝置設計溢流裝置設計 hw howHd hL ho HT D Wc D x Wd Ws

24、 tAf Aa Ws Af L Lw 溢流堰溢流堰 降液管降液管 受液盤受液盤 降液管類型與溢流方式 （a）圓形降液管 （b）弓形降液管 它由部分壁面和一塊平板圍成的，由于能 充分利用內(nèi)空間，提供較大降液面積及兩相分 離空間，被普遍應用。 （c）傾斜式弓形降液管 它既增大了分離空間又不過多占用塔板面 積，故適用于大直徑大負荷塔板 降液管類型 U型流型流 小液體負小液體負 荷，液體流荷，液體流 程長，板面程長，板面 利用好，板利用好，板 效較高，但效較高，但 液面落差大。液面落差大。 單流型單流型 液體流程液體流程 較長，板面利較長，板面利 用好，用好， 塔板塔板 結構簡單，直結構簡單，直 徑徑

25、2.2米以下米以下 的塔。的塔。 溢流堰的類型溢流堰的類型 階梯溢流階梯溢流 結構復雜，結構復雜， 適用于大塔徑適用于大塔徑 負荷大的塔。負荷大的塔。 雙溢流雙溢流 流程短可流程短可 減少液面落減少液面落 差，但板面差，但板面 利用率低且利用率低且 結構復雜，結構復雜， 用于液體負用于液體負 荷大，直徑荷大，直徑 2m以上塔。以上塔。 一般可根據(jù)初估塔徑和液體流量，一般可根據(jù)初估塔徑和液體流量， 參考表參考表5-2選塔板的液流型式。選塔板的液流型式。 U型流型流 小液體負小液體負 荷，液體流荷，液體流 程長，板面程長，板面 利用好，板利用好，板 效較高，但效較高，但 液面落差大。液面落差大。

26、單流型單流型 液體流程液體流程 較長，板面利較長，板面利 用好，用好， 塔板塔板 結構簡單，直結構簡單，直 徑徑2.2米以下米以下 的塔。的塔。 溢流堰的類型溢流堰的類型 階梯溢流階梯溢流 結構復雜，結構復雜， 適用于大塔徑適用于大塔徑 負荷大的塔。負荷大的塔。 雙溢流雙溢流 流程短可流程短可 減少液面落減少液面落 差，但板面差，但板面 利用率低且利用率低且 結構復雜，結構復雜， 用于液體負用于液體負 荷大，直徑荷大，直徑 2m以上塔。以上塔。 一般可根據(jù)初估塔徑和液體流量，一般可根據(jù)初估塔徑和液體流量， 參考表參考表3-3選塔板的液流型式。選塔板的液流型式。 溢流堰裝置的設計計算 )/(13

27、0100/ 3 hmmlLWh 堰長堰長 lw 單流型單流型 lw 為（為（0.6 0.8）D 雙溢流雙溢流 lw 為（為（0.5 0.7）D 也可由溢流強度計算篩板及浮閥塔的也可由溢流強度計算篩板及浮閥塔的 lw ： 其中 D 塔徑 lw 溢流堰長 Lh 液體流量 溢流堰 OWWLhhh 式中式中 hL 板上液層高板上液層高 度度(一般一般50100mm） how 堰上液層高堰上液層高 度（可按圖度（可按圖5-6進行計算，進行計算， 一般低于一般低于60mm） 堰高堰高 hw 堰上液層高度堰上液層高度how 也可按也可按 Francis 公式計算公式計算 hw how Hd hL ho HT

28、 D 堰上液層高度堰上液層高度 平直堰的平直堰的hOW按下式計算按下式計算 l W 堰長，m Lh 塔內(nèi)液體流量，m/h E 液流收縮系數(shù)，一般取1 3 2 1000 84. 2 W OW l L Eh h OWWOWhhh10. 005. 0 Wh 常壓常壓 0.04 0.05m 減壓減壓 0.015 0.025m 高壓高壓 0.04 0.08m 一般均不宜超過一般均不宜超過 0.1m 求得求得how后，即可按下式指出的范圍確定堰高后，即可按下式指出的范圍確定堰高h hw w 堰高堰高 若若how小于小于6mm6mm，應采用齒形堰，應采用齒形堰 降液管的寬度降液管的寬度 Wd 與截面積與截面

29、積 Af 若知堰長與塔徑 的比值，由右圖即可 查取降液管的寬度與 截面積。 降液管的截面積應保證 溢流液中夾帶的氣泡得以分 離，液體在降液管內(nèi)的停留 時間一般等于或大于35s。 求得降液管的截面積之后， 應按下式驗算液體在降液管 內(nèi)的停留時間。 即 式中 液體在降液管中的停 留時間，s A Af f降液管的截面積，m2 s Tf L HA 降液管底隙高度降液管底隙高度 howHd hL hw HT h0 hw h0 6 mm h0 應低于 hw 降液管底隙高度 h0 （1）一般取為： （2）也可按下式計算 式中 液體通過降液管底隙的流速，m/s 一般 不宜超過0.4m/s 不宜小于0.020.

30、025m，以免引起堵塞。 mhhW)012. 0006. 0(0 0 0 ul L h W s 0 u 0h smu/25.007.00 受液盤及進口堰受液盤及進口堰 howHd hL hw HT 平受液盤及出口堰 hw howHd hLHT D 凹形受液盤 F 但有時為使液體進入塔板 時平穩(wěn)并防止塔板液流進口處 頭幾排篩孔因沖擊而漏液，對 直徑為800mm以上的塔板， 推薦使用凹形受液盤。當大塔 采用平形受液盤時，為保證降 液管的液封并均布進入塔板的 液流，可設進口堰。 受液盤及進口堰受液盤及進口堰 F一般情況下多采用平受液盤一般情況下多采用平受液盤 F有平受液盤和凹形受液盤之分有平受液盤和

31、凹形受液盤之分 hwhowHd hL ho hw HT D （1）塔板布置 （2）篩板的篩孔與開孔率 塔板的設計計算塔板的設計計算 hwhowHd hL ho hw HT D Wc D x Wd Ws tAf Aa Ws Af L Lw 塔板布置塔板布置 開孔區(qū)、溢流區(qū)、安定區(qū)開孔區(qū)、溢流區(qū)、安定區(qū) 和和 無效區(qū)無效區(qū) 開孔區(qū)開孔區(qū) 也稱為鼓泡區(qū)。對垂直弓形降液管的 單流型塔板按下式計算。 式中 Aa鼓泡面積，m2 RxRxRxA a /sin 180 2 1222 mWcWdDx),()2/( mWcDR,) 2/( 溢流區(qū)溢流區(qū) 溢流區(qū)面積 Af和Af分別為降液管和受液 盤所占面積。 安定

32、區(qū)安定區(qū) 開孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開孔區(qū)域為安定 區(qū)（破沫區(qū)），其作用為使自降液管流出液體在塔 板上均分布并防止液體夾帶大量泡沫進入降液管。 無效區(qū)無效區(qū) 在靠近塔壁的塔板部分需留出一圈邊緣區(qū) 域供支撐塔板的邊梁。小塔為3050mm,大塔為 5075mm。為防止液體經(jīng)邊緣區(qū)流過產(chǎn)生短路現(xiàn)象， 可在塔板上沿塔壁設置旁流擋板。 n t 0d 孔徑 篩板厚度 孔心距 開孔率 篩孔數(shù) 篩板的篩孔與開孔率 t d0 篩孔的正三角形排列篩孔的正三角形排列 篩板厚度篩板厚度 一般碳鋼一般碳鋼 或或 不銹鋼不銹鋼 或或 mm43 0)8 . 04 . 0(d mm52 0)7 .05 .0(d 篩孔在篩板上一般

33、按正三角形排列，孔心距篩孔在篩板上一般按正三角形排列，孔心距 t=(2.55)d0，常取t=(34)d0 t/d t/d0 0過小易形成氣流相互擾動，過大則鼓泡過小易形成氣流相互擾動，過大則鼓泡 不均勻，影響塔板的傳質效率。不均勻，影響塔板的傳質效率。 孔心距孔心距t 篩板上篩孔總面積與開孔區(qū)面積之比稱為開孔率。篩板上篩孔總面積與開孔區(qū)面積之比稱為開孔率。 篩孔按正三角形排列的計算公式：篩孔按正三角形排列的計算公式： 一般開孔率大，塔板壓降低，霧沫夾帶量小，一般開孔率大，塔板壓降低，霧沫夾帶量小， 但操作彈性小，漏液量大，板效率低。通常開孔率但操作彈性小，漏液量大，板效率低。通常開孔率 為為

34、5%15%。 2 0 0 )/( 907. 0 dtA A a 開孔率開孔率 篩孔數(shù)目篩孔數(shù)目 aA t n 2 3 101158 設計最終成果 n1.繪制圖紙繪制圖紙.（工藝流程圖、溫度組成（工藝流程圖、溫度組成 圖圖t-x-y圖、組成圖圖、組成圖x-y圖、塔板布置圖圖、塔板布置圖 （2份），負荷性能圖（份），負荷性能圖（2份）份） ） n直角坐標紙直角坐標紙 n2.撰寫設計說明書一份撰寫設計說明書一份. 1. 必須高度重視，以實事求是、嚴肅認真的態(tài)度，必須高度重視，以實事求是、嚴肅認真的態(tài)度， 按質、按量、按時，獨立完成課程設計任務；按質、按量、按時，獨立完成課程設計任務； 2.要廣泛搜集

35、相關資料（參數(shù)、公式等），不要只要廣泛搜集相關資料（參數(shù)、公式等），不要只 局限于教材。對不同參考資料的數(shù)據(jù)要進行分析、局限于教材。對不同參考資料的數(shù)據(jù)要進行分析、 比較、判斷，選擇更合理的使用。比較、判斷，選擇更合理的使用。 3.工程計算中，常涉及到適宜范圍內(nèi)的選擇。必須工程計算中，常涉及到適宜范圍內(nèi)的選擇。必須 運用已獲得的知識，全面分析其影響因素，必要運用已獲得的知識，全面分析其影響因素，必要 時進行多次計算、多種方案的比較，從可靠性和時進行多次計算、多種方案的比較，從可靠性和 合理性全面考慮方能確定；合理性全面考慮方能確定； 課程設計中應注意的問題課程設計中應注意的問題 4.在設備結構尺寸上，要從加工制造方便、在設備結構尺寸上，要從加工制造方便、 操作安全可靠的角度考慮，適當?shù)陌殉卟僮靼踩煽康慕嵌瓤紤]，適當?shù)陌殉?寸調整為整數(shù)；寸調整為整數(shù)； 5.設備裝置圖應按機械制圖的規(guī)定繪制；設備裝置圖應按機械制圖的規(guī)定繪制； 6.在完成規(guī)定的基本設計任務后，可進行在完成