化工原理课程设计—板式精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计 1 板式精馏塔的设计板式精馏塔的设计 1.1 1.1 概述概述 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型 式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质 热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔 顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续 变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求是： （1）生产能力大； （2）传热、传质效率高； （3）气流的摩擦阻力小； （4）操作稳定，

2、适应性强，操作弹性大； （5）结构简单，材料耗用量少； （6）制造安装容易，操作维修 方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类： （1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇 形、S 型、多降液管塔板； （2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板） 、穿流式波纹板等。工业应用较多 的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 （一）泡罩塔 泡罩塔是最早使用的板式塔，是 Celler 于 1813 年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。泡 罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。 泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较

3、大，液气比范围大，适用 多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便， 板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。现虽已为其他新 型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。 （a b） 图图 1 1 泡罩塔泡罩塔 （二）浮阀塔 浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从 浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自 行调节。 浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为 F1 型（V1 型） 、V4 型、十字架型、

4、 和 A 型，其中 F1 型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应 用，已列入部颁标准（JB111881） 。其阀孔直径为 39mm，重阀质量为 33g，轻阀为 25g。一般多采用重 阀，因其操作稳定性好。 浮阀塔的主要优点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降及液面落差较小，塔的造 价低，塔板结构较泡罩塔简单。 化工原理课程设计 2 F-1 型 V-4 型 A 型 十字架型 方形浮阀 图图 2 2 浮阀塔板浮阀塔板 （三）筛板塔 筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成 气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴群） 。 筛板塔是 1932 年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压 降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范 围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具