板式塔
一、板式塔的概念、用途、示意图
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。
用途：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。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。 板式塔结构示意图如右图：
塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以
下三个部分组成：
1 气体通道 为保证气液两相充分接触
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
3 降液管 使液体有足够的停留时间
二、各类型塔板的结构及其特点：
按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板为塔内气、液两相成错流流动,即液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层， 错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。
逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。 这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层,操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少.
常见塔板
泡罩塔板 Bubble-cap tray
泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。
罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。塔下方的气体经升气管进入罩内之后，折向下到达罩与管之间的环形空隙,然后从罩下沿的小孔或齿 缝分散气泡而进入板上的液层。
优点：弹性大、操作稳定可靠。
缺点:结构复杂,成本高，压降大.对于大直径塔，塔板液面落差大,导致塔板操作不均匀。
现状：近二、三十年来已趋于淘汰
三、板式塔的工艺设计
筛板塔化工设计计算
（1）塔的有效高度 Z
已知：实际塔板数 NP ； 塔板间距 HT ；
有效塔高：
塔体高度=有效高+顶部+底部+其他
塔板间距和塔径的经验关系：
（2）塔径
确定原则: 防止过量液沫夹带液泛
步骤： 先确定液泛气速 uf (m/s）；
然后选设计气速 u；
最后计算塔径 D.
① 液泛气速
C：气体负荷因子,与 HT、 螺旋湿喷机液体表面张力和两相接触状况有关.
两相流动参数 FLV：
② 选取设计气速 u
选取泛点率：无动力除尘 u / uf
一般液体， 0.6 ～0。8
易起泡液体，0。5 ～ 0.6
设计气速 u = 泛点率 ×uf
③ 计算塔径 D
所需气体流通截面积 A = AT - Ad
塔截面积 塔径
说明：计算塔径需圆整，且重新计算实际气速及泛点率。
（3）溢流装置设计
大灯高度可调 ① 溢流型式的选择
依据：塔径 、流量；
型式：单流型、U 形流型、双流型、阶梯流型等。
② 降液管形式和底隙
降液管：弓形、圆形。
降液管截面积：由Ad/AT = 0.06 ～ 0。12 确定；
底隙 hb :通常在 30 ～ 40 mm。
③ 溢流堰(出口堰）
作用：板上一定液层，使液体均匀横向流过。
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型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。
堰高 hW：直接影响塔板上液层厚
过小，相际传质面积过小；
过大,塔板阻力大，效率低。
常、加压塔:40 ~ 80 mm ;
减压塔：25 mm 左右。
堰长 lW :影响液层高度。
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或
堰上方液头高度 hOW ：
其中， E：液流收缩系数，一般可近似取 E =1。
要求：
（4） 塔板及其布置
① 受液区和降液区 一般两区面积相等
② 入口区和出口区
③ 边缘区：
（5）筛孔的尺寸和排列
筛孔：有效传质区内，常按正三角形排列.
筛板开孔率档案管理方法 ：
筛孔直径 d0 : 3 ～ 8 mm （一般）。 筛孔气速：
12 ~ 25 mm (大筛孔）
孔中心距 t : (2。5～5） d0 取整。 筛孔数:
开孔率φ： 通常为 0.08 ~ 0.12.
板厚：碳钢（3 ～ 4mm）、不锈钢。
(6) 塔板的校核
① 液沫夹带量校核
单位质量（或摩尔）气体所夹带的液体质量（或摩尔) ev :
kg 液体 / kg气体，或 kmol液体 / kmol气体
单位时间夹带到上层塔板的液体质量（或摩尔) e:
kg 液体 / h 或 kmol液体 / h
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