板式塔的15种塔板,你都认识吗?

板式塔的15种塔板,你都认识吗?
精馏塔是进⾏精馏的⼀种塔式汽液接触装置。作为精馏过程的主要设备,有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作⽅式⼜可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。今天就带⼤家了解板式塔的结构和原理。
板式塔
板式塔通常是由⼀个圆柱型的壳体及沿塔⾼按⼀定的间距⽔平设置的若⼲层塔板(或塔盘)所组成。
在塔内沿塔⾼装有若⼲层塔板,液体靠重⼒的作⽤由顶部逐板流向塔底,并在各块板⾯上形成流动的液层;⽓体则靠压强差推动,有塔底向上依次穿过各塔板上的液层⽽流向塔顶。⽓液两相在塔内进⾏逐级接触,两相组成沿塔⾼呈梯级式变化。
板式塔的塔板
塔板是板式塔的主要构件,决定塔的性能。在⼏种主要类型错流塔板中,应⽤最早的是泡罩板,⽬前使⽤最⼴泛的筛板塔和浮阀塔板。同时,各种新型⾼效塔板不断问世。
1.按照结构分,板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和⾆形塔等。
2.按照流体的路径分,可以分为单溢流型和双溢流型。
3.按照两相流动的⽅式不同,可以分为错流式和逆流式两种。
溢流塔板
溢流塔板(错流式塔板):塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管),横向流过塔板的流体与由下⽽上穿过塔板的⽓体呈错流或并流流动。板上液体的流径与液层的⾼度可通过适当安排降液管的位置及堰的⾼度给予控制,从⽽可获得较⾼的板效率,但降液管将占去塔板的传质有效⾯积,影响塔的⽣产能⼒。
溢流式塔板应⽤很⼴,按塔板的具体结构形式可分为:
泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、⽹孔塔板、⾆形塔板等。
逆流塔板
逆流塔板(穿流式塔板):
塔板间没有降液管,⽓、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流⽽过,板上液层⾼度靠⽓体速度维持。
优点:塔板结构简单,板上⽆液⾯差,板⾯充分利⽤,⽣产能⼒较⼤;
缺点:板效率及操作弹性不及溢流塔板。
与溢流式塔板相⽐,逆流式塔板应⽤范围⼩得多,常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
泡罩塔板
在⼯业上最早(1813年)应⽤的⼀种塔板,其主要元件由升⽓管和泡罩构成,泡罩安装在升⽓管顶部,泡罩底缘开有若⼲齿缝浸⼊在板上液层中,升⽓管顶部应⾼于泡罩齿缝的上沿,以防⽌液体从中漏下。
液体横向通过塔板经溢流堰流⼊降液管,⽓体沿升⽓管上升折流经泡罩齿缝分散进⼊液层,形成两相混合的⿎泡区。
优点:操作稳定,升⽓管使泡罩塔板低⽓速下也不致产⽣严重的漏液现象,故弹性⼤。
缺点:结构复杂,造价⾼,塔板压降⼤,⽣产强度低。
筛孔塔板
筛孔塔板即筛板出现也较早(1830年),是结构最简单的⼀种板型。但由于早期对其性能认识不⾜,为易漏液、操作弹性⼩、难以稳定操作等问题所困,使⽤受到极⼤限制。
1950 年后开始对筛孔塔板进⾏较系统全⾯的研究,从理论和实践上较好地解决了有关筛板效率,流体⼒学性能以及塔板漏液等问题,获得了成熟的使⽤经验和设计⽅法,使之逐渐成为应⽤最⼴的塔板类型之⼀。
浮阀塔板
⾃1950 年代问世后,很快在⽯油、化⼯⾏业得到推⼴,⾄今仍为应⽤最⼴的⼀种塔板。
结构:以泡罩塔板和筛孔塔板为基础基础。有多种浮阀形式,但基本结构特点相似,即在塔板上按⼀定的排列开若⼲孔,孔的上⽅安置可以在孔轴线⽅向上下浮动的阀⽚。阀⽚可随上升⽓量的变化⽽⾃动调节开启度。
在低⽓量时,开度⼩;⽓量⼤时,阀⽚⾃动上升,开度增⼤。因此,⽓量变化时,通过阀⽚周边流道进⼊液体层的⽓速较稳定。同时,⽓体⽔平进⼊液层也强化了⽓液接触传质。
优点:结构简单,⽣产能⼒和操作弹性⼤,板效率⾼。综合性能较优异。
缺点:采⽤不锈钢,浮阀易脱落
JCV浮阀塔板
结构:阀笼与塔板固定,阀⽚在阀笼内上下浮动。
将单⼀⿎泡传质,变为双流传质,⼀部分为⿎泡、另⼀部分为喷射湍动传质,使塔的分离效率和⽣产能⼒都⼤⼤提⾼。
该塔板可作为化⼯过程中的⽓液传质、换热设备。
特点:结构简单、阀⽚开启灵活、⾼效、⾼通量、寿命长、耐堵塞。
JCPT塔板
与普通塔板在传质机理上的区别:它是填料与塔板的复合体,靠填料实现传质,靠塔板实现多级并流。
塔板上的液体通过提液管与塔板之间的间隙被⽓体提升,⽓液并流通过提液管,在提液管内⾼速湍动混合、传质,然后⽓液并流进⼊填料中进⼀步强化传质,并完成⽓液分离。
⽓体靠压差继续上升,进⼊上⼀层塔板;液体基本以清液的形式回落到塔板上,沿流道进⼊降液管,下降到下⼀层塔板。
⾆形塔板
⼀种斜喷射型塔板。结构简单,在塔板上冲出若⼲按⼀定排列的⾆形孔,⾆⽚向上张⾓a 以20°左右为宜。
优点:⽓流由⾆⽚喷出并带动液体沿同⽅向流动。⽓液并流避免了返混和液⾯落差,塔板上液层较低,塔板压降较⼩。
⽓流⽅向近于⽔平。相同的液⽓⽐下,⾆形塔板的液沫夹带量较⼩,故可达较⾼的⽣产能⼒。
缺点:张⾓固定,在⽓量较⼩时,经⾆孔喷射的⽓速低,塔板漏液严重,操作弹性⼩。
液体在同⼀⽅向上加速,有可能使液体在板上的停留时间太短、液层太薄,板效率降低。
浮⾆塔板
为使⾆形塔板适应低负荷⽣产,提⾼操作弹性,研制出了可变⽓道截⾯(类似于浮阀塔板)的浮⾆塔板。
斜孔塔板
在⾆形塔板上发展的斜孔塔板,斜孔的开⼝⽅向与液流垂直且相邻两排开孔⽅向相反,既保留了⽓体⽔平喷出、⽓液⾼度湍动的优点,⼜避免了液体连续加速,可维持板上均匀的低液⾯,从⽽既能获得⼤的⽣产能⼒,⼜能达到好的传质效果。

本文发布于:2024-09-20 21:22:39,感谢您对本站的认可!

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标签:塔板   液体   传质
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