板式塔的分类及应用
第3章 塔设备(夏青版)
鼓泡状 蜂窝状 气液接触方式有四种： 泡沫状 喷射状
这两种气液接触方式才能使气液两相在设备中要有良好 的接触。接触充分，接触面要大，相界面不断更新。
2、 塔板压降 --单板压降 不要过大或过小
气体通过塔板时的总压降包括干板压
降、板上充气液层的静压强及液体表
面张力引起的压降。
不良后果： 单板压降过大
1）散装填料： （1）拉西环
1914年诞生 现已淘汰！
2.
塔设备的类型
其结构形式基本上可以分为板式塔（逐级接触式） 和填料塔（连续接触式）两大类 。
吸收剂
微分接触：气、 液两相的浓度呈
连续变化。气相
气体混合物
为连续相，液相
为分散相。
级 式接触 ： 气、 液
液相
两 相逐级 接触 ， 气
相 为分散 相 ，液 相
为 连续相 ，两相 的
组 成呈阶 跃变化 ，
同样一个相当于50块板的填料
塔，它在正常操作下，其全塔压
熟的经验。
降只有3-13kPa 。
（2）结构简单
其主体构件即塔体和填料两部分。但值得一提
的是，需解决填料塔的工程放大问题。研究表明，液体分布器通 常能决定塔操作的好坏，特3）通量大 一般板式塔的开孔率均在40％-60％之间，而填
2. 筛板
一般工业中使用的
筛板孔径是3-8mm，
近年来采用大孔径
(l0-25mm)的筛板。
特点：结构简单，造价低廉，气体压降小，生产 能力和板效率均较高。 但操作弹性小，小孔易堵塞。
垂直筛板
两相流动特点：提供
更大的不断更新的接触
表面，强化
传质过程； 气液由水平方向喷出，液滴在垂直方向的初速 度为零，降低了液沫夹带量，垂直筛板可获得较高 的塔板效率和较大的生产能力。
板式塔的构造
泡罩塔板
板式塔的结构板式塔结构特点
板式塔是逐级接触，混合物浓度发生
阶跃式变化，而填料塔则不同，气、
液两相是微分接触，气、液的组成则
发生连续变化。
板式塔结构如图所
示。
塔体为一圆式筒体，塔体内装有
多层塔板。
塔板设有气、液相通道，
如筛孔及降液管、底隙、溢流堰等。
气、液相流程
再沸器加热釜液产生气相在塔内逐
级上升，上升到塔顶由塔顶冷凝器冷
凝，部分凝液返回塔顶作回流液。
液
体在逐级下降中与上升气相进行接
触传质。
具体接触过程如图所示。
液
体横向流过塔板，经溢流堰溢流进入
降液管，液体在降液管内释放夹带的。
《化工原理》电子教案 板式塔及其工艺设计计算
《化工原理》电子教案板式塔及其工艺设计计算教案章节：一、板式塔的概述教学目标：1. 理解板式塔的定义及其在化工过程中的作用。
2. 掌握板式塔的分类和基本结构。
教学内容：1. 板式塔的定义及作用2. 板式塔的分类a) 固定床板式塔b) 流动床板式塔c) 喷射塔3. 板式塔的基本结构a) 塔体b) 塔板c) 塔内件教学方法：1. 采用讲授法，介绍板式塔的基本概念、分类和结构。
2. 利用图片和示意图，展示板式塔的内部结构和工作原理。
3. 通过案例分析，使学生了解板式塔在化工过程中的应用。
教学评估：1. 课堂问答，检查学生对板式塔概念的理解。
2. 绘制板式塔的结构示意图，检查学生对板式塔结构的掌握。
教案章节：二、板式塔的工艺设计计算教学目标：1. 掌握板式塔的工艺设计计算方法。
2. 能够根据实际情况选择合适的板式塔。
教学内容：1. 板式塔的工艺设计计算方法a) 计算塔内件尺寸b) 计算塔内流体流动参数c) 计算塔的传质效率2. 板式塔的选择依据a) 塔内压力降b) 塔内液气比c) 塔的分离效果教学方法：1. 讲解板式塔工艺设计计算的基本方法。
2. 利用实例，演示板式塔工艺设计计算的步骤。
3. 分析不同板式塔的优缺点，引导学生根据实际情况选择合适的塔型。
教学评估：1. 课堂问答，检查学生对板式塔工艺设计计算方法的理解。
2. 设计实际案例，让学生运用板式塔工艺设计计算方法进行计算。
教案章节：三、固定床板式塔的设计计算教学目标：1. 掌握固定床板式塔的设计计算方法。
2. 能够进行固定床板式塔的工艺设计。
教学内容：1. 固定床板式塔的设计计算方法a) 计算塔内件尺寸b) 计算塔内流体流动参数c) 计算塔的传质效率2. 固定床板式塔的工艺设计a) 确定塔板类型b) 计算塔板间距c) 计算塔内压力降教学方法：1. 讲解固定床板式塔的设计计算方法。
2. 利用实例，演示固定床板式塔的设计计算步骤。
3. 分析不同塔板类型的优缺点，引导学生选择合适的塔板类型。
精馏塔的介绍
无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将混合物分离为具有一定量的高纯度产品。
在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。
精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。
②填料塔，气液两相作连续逆流接触。
一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。
进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
塔板的分类板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。
板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆储有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。
板式塔种类繁多，通常可分类如下：按塔板结构分，有泡罩板、筛板、浮阀板、网孔板、舌形板等等。
历史上应用最早的有泡罩塔及筛板塔，20世纪50年代前后，开发了浮阀塔板。
现应用最广的是筛饭和浮阀塔板，其他不同型式的塔板也有应用。
一些新型塔板或传统塔板的改进型也在陆续开发和研究中。
按气液两相的流动方式分，有错流式塔板和逆流式塔板，或称有降液管塔板和无降液管塔板。
有降液管塔板应用极广，它们具有较高的传质效率和较宽的操作范围；无降液管的逆流式塔板也常称为穿流式塔板，气液两相均由塔板上的孔道通过。
塔板结构简单，整个塔板面积利用较充分。
常用的有穿流式筛板、穿流式栅板、穿流式波纹板等。
按液体流动型式分，有单流形、双流形、U形流形及其他流形(如四流形、阶梯形、环流形等)。
单流形塔板应用最为广泛，它结构简单，液流行程长，有利于提高塔板效率。
但当塔径或液量过大时，塔板上液面梯度会较大，导致气液分布不均，或造成降液管过载，影响塔板效率和正常操作。
浅谈塔设备的分类及性能
板式塔
图1板式塔
板式塔
特点：逐板操作 ，适用于快速和中速反
应过程
优点：可采用最小的液体流速进行操作，
从而获得极高的液相转化率;气液剧烈接触， 气液相界面传质和传热系数大 缺点：反应器结构复杂，气相流动压降大， 且塔板需要用耐腐蚀材料制作
板式塔
塔板类型
错流塔板 ：结构如图2，板间有专供液体 流通的降液管( 又称溢流管) 。
板式塔
泡罩塔
图4泡罩塔操作示意图
板式塔
泡罩塔
每层塔板上装有若干短管作为上升气体通道, 称为升气管。由于升气管高出液面, 故板上液 体不会从中漏下。升气管上复以泡罩, 泡罩下 部周边开有许多齿缝。操作条件下, 齿缝浸没 板上液层中, 形成液封, 如图4 所示。上升气 体通过齿缝被分散成细小的气泡或流股进入 液层。板上的鼓泡液层或充气的泡沫体为气液两相提供了大量的传质界面。液体通过降 液管流下, 并依靠溢流堰以保证塔板上存有一 定厚度的液层。
图3
板式塔
逆流塔板的特性：这种塔板结构简单, 板上 无液面落差, 气体分布均匀, 板面利用充分, 可 增大处理量及减小压强降, 但需要较高的气速 才能维持板上液层, 操作弹性差且效率较低
板式塔
常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、 舌形喷射塔以及新发展起来的一些新型塔和 复合型塔( 如浮动喷射塔、浮舌塔、压延金属 网板塔、多降液管筛板塔等) 。
图2
板式塔
错流塔板的特性：适当安排降液管的位置 及堰的高度, 可以控制板上液体流径与液层高 度, 从而获得较高的效率。但是降液管大约占 去塔板面积的20% , 影响了塔板的生产能力; 而且, 液体横过塔板时要克服各种阻力, 降低 分离效率。
板式塔
逆流塔板 ：结构如图3， 板间不设降液管, 气、液同时由板上孔道逆向穿流而过, 故又称 穿流塔板。
板式塔知识点总结
板式塔知识点总结一、板式塔的定义板式塔是一种结构设计较为简单、造型独特的建筑物，通常用于提供通讯、电视信号传输或风力发电等用途。
它由一系列横向和纵向的钢板构成，通过捆绑或焊接在一起形成一个整体。
二、板式塔的结构1. 基础结构：板式塔的基础结构通常是混凝土浇筑的抗震支撑基座，用于支撑塔体，使其稳定立于地面。
2. 主体结构：板式塔的主体结构通常是由角钢、横向钢板和纵向钢板构成的，通过螺栓、焊接或捆绑在一起形成一个稳定的整体。
3. 附件结构：板式塔的附件结构包括横梁、支撑杆、拉索等，用于增强塔体的稳定性和承载能力。
三、板式塔的分类1. 通讯塔：通讯塔通常用于支撑通讯天线、微波天线等设备，为无线通讯提供信号传输服务。
2. 电视塔：电视塔用于支撑电视信号发射天线，为广播电视信号的传输提供服务。
3. 风力发电塔：风力发电塔用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光塔：观光塔通常建造在风景名胜区，供游客观光娱乐之用。
四、板式塔的优点1. 结构简单：板式塔采用钢板构成，结构简单，安装方便快捷。
2. 空间利用率高：板式塔的结构设计紧凑，能够在较小的基地面积上提供较大的通讯或发电服务范围。
3. 耐风抗震性能优异：板式塔能够在恶劣天气条件下保持稳定，具有良好的抗风抗震性能。
4. 维护成本低：板式塔不需要经常性的维护，使用寿命长，维护成本低。
5. 美学性好：板式塔的造型独特，可以成为城市的地标建筑，具有一定的美学价值。
五、板式塔的应用领域1. 通讯行业：板式塔被广泛应用于通讯行业，用于支撑通讯天线、微波天线等设备，提供信号传输服务。
2. 电力行业：板式塔作为高压输电线路的一种支撑结构，被广泛应用于电力行业，用于支撑输电线路。
3. 新能源领域：板式塔被用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光旅游业：板式塔可以建造在风景名胜区，成为一种观光旅游设施。
六、板式塔的设计与施工1. 设计：板式塔的设计首先要考虑塔体的高度、承载能力、抗风抗震性能等因素，然后进行结构设计和材料选型。
板式塔的种类
板式塔分类
泡罩塔 单溢流型 筛板塔 按液体流动路径 按塔板结构 双溢流型 浮阀塔 舌型塔
错流式（有降液管） 按气液两相流动方式 逆流式（无降液管）
板式塔结构
泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 板塔） 板式塔无降液管塔（穿流式筛 导向筛板塔 舌形塔 斜喷型塔 浮动舌形塔
新型塔板介绍
优 点
筛板塔 1、结构简单，制造容易，造价低。 2、塔板效率较高，生产能力大。
3、大孔径筛板对物料的适应性强，不易堵 塞。
缺 点
1、操作弹性小，需保持较稳定的气、液流 速，否则会造成漏液或气液接触不良。 2、小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、 粘性大的和带固体颗粒的料液。
新型塔板介绍
新型塔板介绍
舌形塔板
塔板上设有倾斜的舌孔，使喷出气流的方向接近水平，因而雾 沫夹带大为减少，同时气流对液流有推进作用，因此气液流通 过能力均较高；但由于塔板上液层太薄，板效率显著降低。 斜孔塔板 由中国开发，它的结构特点是使舌孔的开口方向与液流垂 直，相邻两排的开孔方向相反，这样既允许较大气速且液层不 会过薄，保证高效率。
网孔塔板 由冲有倾斜开孔的薄板组成，板上还装有几块拦截液流的碎流 板,以阻止液体被连续加速,这是一种气液通过能力大,而板效率 无明显降低的新塔板。
塔板介绍
林德筛板 专为真空精馏设计的高效率低压力降塔板,结构特点是在整个筛板上 设置一定数量的导向筛孔，在塔板入口处设置斜台。林德筛板利用 部分气体的动量推动液体流动，以抵消液体流经塔板因受到流动阻 力而形成的水力坡度，均匀降低液层，减少气液两相在空间上的反 向流动和不均匀分布,因此既降低塔板压力降,又提高塔板效率。斜 台的作用是避免低气速下在塔板入口处发生漏液现象。
塔器及塔内件介绍
塔器及塔内件介绍一、塔器1.塔器：是进行气相和液相或液相和液相间物质传递的设备。
2.塔器的分类：按结构分板式塔和填料塔两大类。
3.板式塔：内设有一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相接触进行物质传递。
可根据气液操作状态分为鼓泡式塔板，如浮阀、泡帽、筛板等塔板和喷射式，如网孔、舌形等塔板。
又可以根据有无降液管分为溢流式塔板（泡帽等）和穿流式（穿流式栅板和穿流式筛板等）。
4.填料塔：内装有一定高度的填料，液体沿填料自上向下流动，气体由下向上同液膜逆流接触，进行物质传递。
常应用于蒸馏、吸水、萃取等操作中。
根据结构特点分为乱堆填料（阶梯环、鲍尔环等颗粒填料）和规则填料（网波纹填料和波板纹填料）5.填料塔的结构特点填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
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板式塔的分类及应用
板式塔是一种常见的化工设备，主要用于气体和液体之间的质量传递。
它采用分层堆填法，在塔内设置大量的填料来增加气体与液体之间的接触面积，从而提高质量传递效率。
板式塔广泛应用于石油化工、化学工程、环保等领域。
根据不同的应用需求，板式塔可以分为几种不同的类型。
一、按照结构形式分类
1. 雨淋板式塔：雨淋板式塔是最基本的板式塔结构，由一个整体的塔壳和内部的填料层构成。
不同层次之间通过在塔壳内设置的雨淋板与管束连接，以保证液体沿着填料层均匀分布，提高气液质量传递效率。
这种类型的板式塔结构简单，容易开拆和清洗，被广泛应用于一些气体的吸收和除尘过程中。
2. 板板式塔：板板式塔是一种比较常见的板式塔结构，它是由多个密封的板层堆叠在一起构成的。
其中每层板之间间隔一定的距离，形成了多个小的塔室。
气体从底部进入第一个塔室，然后逐渐向上流动，最终通过板层间的孔洞进入到塔顶，而液体则从塔顶通过喷淋装置均匀地洒在每个板层上，形成均匀的液膜，气液之间进行传质。
这种结构的板式塔具有较高的传质效率和较大的处理量，可应用于气体的吸收、脱硫等工艺中。
3. 蜂窝式板式塔：蜂窝式板式塔是将多个蜂窝状的填料垂直堆放在塔内，形成了多个小的蜂窝室。
气体从塔底部进入，通过蜂窝室之间的孔洞，在不同的填料层之间进行传质。
与其他类型的板式塔相比，蜂窝式板式塔具有较大的表面积和较低的压降，适用于一些对压降要求较高的气液传质过程中。
二、按照填料特征分类
1. 海绵板式塔：海绵板式塔是利用聚合物海绵作为填料，采用海绵精细结构特点以及高比表面积，实现气液分离传质的设备。
海绵板式塔具有体积小、重量轻、透气性好等特点，广泛应用于炼油、化工等领域。
2. 金属填料板式塔：金属填料板式塔是利用金属丝网编织成的填料来提高板式塔的传质效率。
金属填料板式塔具有良好的耐腐蚀性、机械强度高等特点，适用于对腐蚀性介质进行处理的工艺。
3. 塑料填料板式塔：塑料填料板式塔是利用塑料制成的填料来代替传统的金属填料，具有较低的成本和优异的化学稳定性，广泛应用于石油化工、环保等领域。
三、按照应用领域分类
1. 吸收板式塔：吸收板式塔主要用于对气体中的特定物质进行吸收处理，常见的应用包括脱硫、脱氯、脱氧等工艺。
2. 吸附板式塔：吸附板式塔是一种利用吸附剂吸附气体中的某些成分的设备，常见的应用包括气体净化、废气处理等工艺。
3. 萃取板式塔：萃取板式塔主要用于将液体中的某些成分从气体中萃取出来，广泛应用于炼油、化工等领域。
4. 反应板式塔：反应板式塔主要用于在塔内进行气液相的反应过程，常见的应用包括酯化反应、氢氧化反应等工艺。
总结起来，板式塔根据结构形式、填料特征和应用领域的不同，可以分为雨淋板式塔、板板式塔、蜂窝式板式塔、海绵板式塔、金属填料板式塔、塑料填料板式
塔、吸收板式塔、吸附板式塔、萃取板式塔和反应板式塔等。
它们广泛应用于各个领域的气液传质、吸收、挥发、吸附和反应等工艺中，具有重要的作用。