板式塔
板式塔的实验报告
实验名称：板式塔流体力学性能测定学生姓名：[你的姓名]学号：[你的学号]指导教师：[指导教师姓名]生助教：[生助教姓名]实验日期：[实验日期]交报告日期：[交报告日期]一、实验目的1. 了解板式塔的结构和工作原理。
2. 掌握板式塔的流体力学性能测定方法。
3. 分析不同操作条件下板式塔的流体力学性能。
4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理板式塔是一种常用的分离设备，广泛应用于化工、石油、食品等行业。
板式塔的工作原理是利用气液两相在塔板上的接触、传质和分离作用，实现物质的分离。
本实验通过测定板式塔的流体力学性能，包括塔板压降、液相流量、气相流量等参数，分析不同操作条件下板式塔的流体力学性能。
三、实验装置与仪器1. 实验装置：板式塔、进料泵、流量计、压力计、温度计、流量调节阀、冷却水系统等。
2. 实验仪器：秒表、卷尺、计算器、数据采集器等。
四、实验步骤1. 搭建实验装置，检查各连接部分是否严密。
2. 将进料泵、流量计、压力计、温度计等仪器与板式塔连接。
3. 开启冷却水系统，保持实验温度稳定。
4. 调节进料泵，控制进料流量。
5. 测量塔板压降、液相流量、气相流量等参数。
6. 改变操作条件（如进料流量、塔板间距等），重复步骤5，记录实验数据。
7. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 塔板压降：塔板压降是衡量板式塔流体力学性能的重要指标。
实验结果表明，塔板压降随液相流量和气相流量的增加而增加，这与流体力学原理相符。
2. 液相流量：液相流量是影响板式塔分离效果的重要因素。
实验结果表明，液相流量与塔板压降呈正相关关系，即液相流量越大，塔板压降越大。
3. 气相流量：气相流量对板式塔的分离效果也有较大影响。
实验结果表明，气相流量与塔板压降呈正相关关系，即气相流量越大，塔板压降越大。
4. 操作条件对流体力学性能的影响：实验结果表明，改变进料流量和塔板间距对板式塔的流体力学性能有显著影响。
增大进料流量和塔板间距，塔板压降增大，分离效果降低。
板式塔
3 浮阀塔的优点
阀片容易卡住，
影响其自由开启
2
浮阀塔的缺点
THANKS
泡罩塔
筛板塔
筛板塔又称泡沫塔，该除尘器具有结构 简单、维护工作量小、净化效率高、耗水 量大、防腐蚀性能好等特点， 常用于气体 污染物的吸收，对颗粒污染物也具有很好 的捕集效果。它适用于净化亲水性不强的 粉尘，如硅石、黠土等，但不能用于石灰、 白云石、熟料等水硬性粉尘的净化，以免 堵塞筛孔。
筛板塔
1 操作 "弹性 "大
由于浮阀可以根据气速大小自由升降、
关闭或开启，当气速变化时，开度大
小可以自动调节
2
塔生产能力较大
比泡罩塔约提高20%~40%；
3
与筛板塔相近
塔板效率较高
蒸汽沿着上升蒸汽孔的周 围喷出，仍然有液体的逆
1 向混合，因而会降低传质
效率
浮阀塔气液两相接触充分
4
清洗容易
浮阀塔因浮阀不断上下运动，阀孔 不易被脏物或黏性物料堵塞
板式塔的分类
2
工业上较早出现
1.泡罩塔 2.筛板塔 3.浮阀塔效率高、操Biblioteka 弹性大3PA R T
板式塔的分类介绍
泡罩塔
泡罩塔是指以泡罩作为塔盘上气液 接触元件的一种板式塔。塔盘主要由带 有若干个泡罩和升气管的塔板、溢流堰、 受液盘及降液管组成。液体由上层塔盘 通过降液管，经泡罩横流过塔盘，由溢 流堰进入降液管。蒸汽自下而上进入泡 罩的升气管中，经泡罩的齿缝分散到泡 罩间的液层中去，与液体充分接触。
板式塔基本知识
板式塔的焊接技术
01
02
03
04
焊接设备
选择合适的焊接设备和焊接工 艺，确保焊接质量和效率。
焊接材料
选择符合要求的焊接材料，包 括焊条、焊丝、焊剂等。
焊接顺序
制定合理的焊接顺序，确保焊 接变形和应力控制在允许范围
内。
焊接检验
对焊接过程和焊接结果进行检 验，确保焊接质量和安全性。
板式塔的检测与试验
安装内部构件
在塔体内安装内部构件，如填 料、支撑板、分布器等，确保 流体力学性能良好。
准备基础
根据塔体尺寸和重量，设计并 准备基础，要求基础承载能力 足够且稳定。
安装支撑和固定件
在塔体上安装支撑和固定件， 确保塔体的稳定性和承重能力 。
安装附件
如楼梯、平台、栏杆等，确保 人员和设备安全。
板式塔的调试与运行
的抗堵塞性能。可以通过优化塔板结构、选择合适的材料等方式来提高
抗堵塞性能。
板式塔的工艺设计
流程方案
设计板式塔的工艺流程方案需要考虑物料的性质、处理量、分离要求等因素。 根据这些因素选择合适的流程方案，包括流程的复杂程度度、气液流量比、操作压力等。这些参数需 要根据工艺要求和实际情况进行选择和调整。在设计时需要考虑到这些参数对 塔性能的影响。
板式塔的基本结构
塔体
通常由碳钢或不锈钢制成，用来支撑塔板和 内部件。
塔板
是板式塔的核心部件，由平整的金属板构成， 板上开有许多孔，以便液体通过。
降液管
位于塔板的下方，将液体从塔板上引到下一层塔 板。
溢流堰
位于降液管的上方，用于保持液面高度和防止液体 从塔板上的孔溢出。
支承板
用于支撑上一层塔板的重量，并防止塔板变形。
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。
板式塔介绍
塔盘板、降液管、受液盘、溢流堰、支撑圈以及支 撑梁等组成。
2、降液管
作用：将进入其内的含有气泡的液体进行 气液分离，使清液进入下一层塔盘。见图 10-13.
圆形降液管常用于小塔，负荷小的场合。 弓形降液管用于大液量及大直径的塔。 整块式塔盘的小直径塔，可采用固定在塔
盘板上的弓形降液管。
3、受液盘
作用：保证降液管出口处的液封，受 液盘有平形和凹形两种。 （1）平行受液盘 特点：结构简单，便于制造与 安装，适用于易结焦和易聚合 的物料，可避免塔盘上形成死角。
3、受液盘
（2）凹行受液盘 特点：具有缓冲液体冲击， 防止液体飞溅，液封效果好， 能使液体均匀流过塔盘的鼓 泡区。
泡罩塔的组成：泡罩、升气管的塔板、降 液管和溢流堰。
泡罩塔的工作原理： 蒸气从下层塔盘上升 进入泡罩的升气
管 通过环形通道 再经过泡罩的齿缝 分散到泡罩间的液层中 搅拌塔盘上的液 体 液层上部变成泡沫层，蒸气与液体充 分接触，达到传质的目的。
圆形泡罩
泡罩的结构
矩形齿缝 连接螺栓 泡罩
升气管
丝网除沫器
结构：若干层 丝网被夹于上 下格栅之间。
特点：自由体 积大，单位体 积小，使用方 便，除沫效率 高，流体阻力 小。丝网除沫 器不适用于处 理不洁净的气 体。
四、化工生产常用的板式塔
1、泡罩塔
4
2
3
1
5
6
1,6-清液 2-降液管 3-降液挡板 4-气液接触区 5-充气液体
泡罩塔的组成与工作原理
泡罩塔的优点：
气液接触充分；操作弹性大，即气液比变 化范围大；适用于多种介质；有较高的生 产能力，适用于大型生产。
板式塔
一．板式塔的组成基本结构可概括为：塔体：圆筒、封头内件：塔盘、支承结够支座（裙座）接管：人孔，进出料管、仪表接管、附件：扶梯、平台、保温层。
二．塔的类型（略）三．塔盘结构类型：溢流式塔盘：结构有降液管特点板上液层高可调、操作弹性大、大穿流式塔盘结构无降液管、气液同时穿过板上通道流动特点操作弹性差、（因为液面高度不可调）处理量大、小。
故本节重点讲溢流式塔盘1 溢流式塔盘的结构盘圈按结构分角焊结构翻焊结构塔节长度：P351 第一自然段，因为只能伸手安装，所以H=800-1000 ，因为人可勉强入塔，所以H>2000-2500，因为受拉杆长限制，所以H=2500-3000，且盘数<=5-6层结构尺寸图17-37 h1>溢流堰间隙10-12mm（2）分块式塔盘采用原因 a.便于拆装b.增大板刚度类型自身梁式槽式特点是冲压边可增大板刚度，减小厚度，减少材料用量尺寸 P352 第三行—段末分块数原则： a.设置中间通道板一块。
目的是为进塔检修（因为塔体上下有人孔）尺寸且小于人孔尺寸。
b.分块数不易过多，过少。
过多：水平度降低过少：人孔取不出2．溢流式分块塔盘的安装（固定）（1）板与板之间的固定上可拆式上、下可拆式垫片为椭圆形板I板II开同样椭圆孔螺母外尺寸<垫片尺寸（椭圆垫内）当垫片与板孔形状重合时，可拆开（2）板与支撑圈的固定卡子固定图17-43 板孔与垫片形状重合，可拆契形铁固定图17-43二者特点：卡子：紧固件的加工量大，装拆麻烦契铁：简单、成本低（3）支撑圈与壳体的连接一般小塔用扁钢、角钢弯制成圆弧，点焊壳体上。
大塔 DN=2000-3000 板跨度大，刚度不够。
所以为增加刚度，缩短跨度，需中间支撑梁。
即一头支撑圈，一头支撑梁。
常用支撑梁的结构主梁由两槽钢焊成主梁由钢板冲制或焊接成中间受液槽支撑梁的强度与刚度计算=（最大弯矩 Mmax= 操作时按均匀载荷的简支梁 M=（17-3）检修时按均匀载荷与集中载荷 DN>200 M=(17-4)，DN<2000时M 17-5）最大挠度 fmax=（17-6）判断其中由手册查得四．降液管及受液盘1．降液管（1）类型圆形一根或数根钢管长圆形适用于DN较小的塔弓形用挡板把塔壁隔成弓形。
板式塔基本结构
板式塔基本结构
板式塔是一种常见的结构塔之一，主要由以下几个基本部分组成：
1. 主体框架：板式塔的主体框架一般由四根立柱和连接这些立柱的水平横梁组成，形成一个四边形或多边形的框架结构。
立柱和水平横梁一般由钢材制成，具有较高的强度和刚度。
2. 斜撑系统：为了提高板式塔的稳定性和抗风性能，通常会在主体框架的四个角上设置斜撑系统。
斜撑系统由斜撑和对角线组成，能够有效地将水平荷载和垂直荷载传递到地基，保证塔的稳定性。
3. 平台系统：板式塔一般需要设置多个平台，方便人员进行巡视和维护。
平台一般位于塔的不同高度上，通过扶手和防护栏围绕，以确保人员的安全。
平台通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性。
4. 灯具和设备安装：板式塔上通常安装有灯具和设备，如信号灯、天线、雷达等。
这些设备需要通过支架或吊臂等方式进行安装，以确保设备的稳固性和安全性。
总的来说，板式塔的基本结构主要包括主体框架、斜撑系统、平台系统和灯具设备安装等部分。
这些部分相互配合，能够提供足够的强度和稳定性，适用于各种塔的应用场景。
板式塔基本知识
在塔板或填料中，气体和液体进行传质和传 热过程，最终实现它们之间的分离。
板式塔的流体力学原理
液体的流动
液体的流动受到重力、摩擦力和惯性力的影响，这些力的大小和方向都会影响液体的流动 状态。
气体的流动
气体的流动则受到重力、压力、摩擦力和浮力的影响，这些力的相互作用决定了气体的流 动状态。
板式塔的流体力学特性
溢流装置的位置
溢流装置的位置应合理设置，以保证液体 分布的均匀性。
溢流装置的类型
溢流装置有多种类型，如堰式、槽式等， 应根据工艺条件和物料性质进行选择。
溢流装置的尺寸
溢流装置的尺寸要与塔盘相适应，以保证 液体能够顺畅地流到下一层塔盘。
降液管的选用与设计
降液管的功能
降液管主要用来使液体从上一层塔 盘流到下一层塔盘，同时防止气体 从下层塔盘反窜到上一层塔盘。
板式塔的分类
1
根据操作原理，板式塔主要分为溢流型和鼓泡 型两种。
2
溢流型板式塔是液体从塔顶进入，通过溢流装 置均匀分布在第一块塔板上，然后逐层流下， 与从塔底进入的气体逆流接触。
3
鼓泡型板式塔则是气体从塔底进入，通过分散 装置将气体分散成小气泡，与从塔顶进入的液 体进行逆流接触。
板式塔的特点
板式塔具有较高的分离效率，能够实现高精度的分离 。
板式塔在制药工业中的应用
总结词
高可靠性、高卫生标准
详细描述
制药工业对于产品的质量和生产过程的可靠性要求非常高。板式塔作为一种高效 、可靠的分离设备，在制药工业中扮演着重要角色。其高可靠性和高卫生标准的 特点，能够满足制药工业对于物料分离和精制的高标准要求。
板式塔在环保工业中的应用
总结词
环保、高效
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结构：塔板开上开设100~ 200mm的大孔；孔上安装 侧壁开有筛孔的泡罩；泡 罩底边留有间隙。
工作原理：液体由间隙进入大孔，上升到气体将这些液体拉成 液膜形成两相上升流动，经泡罩侧壁筛孔喷出后，气体上升， 液体落回塔板。液体从塔板入口流至降液管将多次经历上述过 程。
（2）网孔塔板
堰
安定区
受 液 区
降液管
液
相
气相
开孔区
降 液 管
溢流堰
⑶ 降液管 塔板间液体流动通道，也是溢流液体释放夹带 气体的场所。
降液管类型：降液管有圆形和弓形两类。
降液管规定了液体的流动途径，常用的液流型式有下列几种： U型流程（回转流）、单程流型（又称直径流）；双程流型 （半径流）；四程流型；阶梯流型；
舌型板 结 构 简 单 , 操 作 范 围 窄 ， 分离要求较低的闪
生产能力大 效率较低
蒸塔
斜孔板 生 产 能 力 操作范围比浮阀 分离要求高，生产 大,效率高 塔和泡罩塔窄 能力大
多种形 式的浮 阀，如 右图。
4. 舌形塔板
结构：在塔板上冲出若干
按一定排列的舌形孔，舌
气相
片向上张角α 以20°左右
为宜。
R25
a = 20o
50
优点：(1)气流经舌片喷出带动液体沿同方向流动。气液并流 避免返混，减小液面落差，塔板上液层较低，塔板压降小。 (2)气流方向近于水平，其液沫夹带量较小。 缺点： (1)张角固定，气量较小时，喷射气速低，塔板漏液严 重，操作弹性小。 (2)液体加速后，可能使液体在板上的停留 时间太短、液层太薄，板效率降低。
U型降液板
单程降液板
单程 流型
双程 流型
四程 流型
阶梯 流型
塔径 m
液 体 流 量 m3/h U形流程 单流程 双流程 阶梯流程
1.0
<7
<45
1.4
<9
<70
2.0
<11
<90 90-160
3.0
<11
<110 110-200 200-300
4.0
<11
<110 110-230 230-350
筛板的返混动画
舌型塔板的返混动画
5. 浮舌塔板：
浮舌塔板兼有浮阀塔板和固定 舌型塔板的特点，具有处理能 力大、压降低、操作弹性大等 优点，特别适宜于热敏性物系 的减压分离过程。
37 3 1
20o
1 9
R 20 8
R16
浮舌的工作原理动画
6. 斜孔塔板
在舌形塔板上发展的斜孔 塔板；斜孔开口方向与液 流垂直，相邻两排开孔方 向相反。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。
¾效率高
¾弹性宽：操作范围宽
操作弹性
最大负荷 = 最小负荷
≥ 2−3
¾压降小：气体通过塔板的压降低
¾结构简单：操作维修方便、制作安装容易、造价…... 塔板研发的目标是：高效率、大通量、高操作弹性、低压降
常见塔板的性能比较
塔板类型
相对生 产能力
相对 板效率
操作范围
压强 降
结构
成本
泡罩板 1.0 1.0 10～100 高 复杂 1.0
2. 筛孔塔板Sieve plate
1830年问世。 结构：塔板上均匀分布许多小 孔(多呈正三角形) ，形似筛 孔，简称筛板。
根据孔径大小分为： 小孔筛板（3~8mm） 大孔筛板（10~25mm）
优点：构造简单，制作方便，成本低(造价约为泡罩塔的 60%)；压降小、处理量大(可比泡罩塔提高10%~15%)，清 洗和修理也比较容易。 缺点：操作弹性小；筛孔容易堵塞；安装要求高；
（一）板式塔构造
1. 总体结构 外观立式筒体结构； 内部设置塔板； 塔板上设置了降液管、工作区、溢流堰 、受液盘等部件。
气液流向： 液体自上而下，气体自下而上； 塔体总体上气液两相逆流流动； 塔板上气液两相错流流动。
2．塔板结构
塔板的主要构造包括：气体通道、 溢流堰、降液管、入口堰等
塔板板面布置如右图： (1) 气体通道 即开孔区的传质元件。 各种塔板主要区别就在 于气体通道型式不同。 最简单的是筛板塔。 ⑵ 溢流堰 作用：保证塔板上有一 定的液层高度。 型式：平直堰、齿型堰
由冲有倾斜开孔的薄板制成，具 有舌形塔板的特点。
塔板上装有倾斜挡沫板，作用是 避免液体被直接吹过塔板，并提 供气液分离和气液接触的表面。
网孔塔板生产能力大，压降低， 加工制造容易。
挡沫板
塔板
A
A
受
降
液
液
) 工业对塔设备的一般要求
¾通量大：空塔气速大，即生产能力大
3.浮阀塔板 20世纪50年代问世。 结构：在开孔处安装一个可以上下浮动的阀片； 阀片形式多样，最常用的是F1型浮阀、V-4型和T-型。 F1型浮阀：圆形，直径50mm，3个向下定距片，3只阀脚 操作特点：随蒸气量变化上下移动，调节阀孔气体流速。
浮阀工作 原理动画
浮阀工 作录像
优点：对负荷波动的适应强，弹性大(可到6)；压降较低，通量 可增大20%~40%。 结构比泡罩塔板简单，造价低20%左右。 缺点：阀片易松动或卡住(生锈)，多用不锈钢制做，造价高。 现状：是目前使用最广泛的板型之一。 我国标准：重阀33g 轻阀25g（真空塔用）
a 斜孔结构
受
降
液
液
区
管
导向孔
b 塔板布置
7.导向筛板 Flow-guide Sieve plate
（Linde sieve plate） 结构：有导向筛孔，并设置鼓泡
促进装置。 特点：塔板上液层均匀，压降小； 塔板效率高；操作弹性比筛孔大； 是一种优良的真空塔板。
8.喷射型塔板 喷射型塔板克服了减压或气量大时雾沫夹带严重的影响。
板式塔
填料塔
较大
小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填 料较小
较大
小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填 料较大
较 稳 定 ， 效 率 较 传统填料低；新型乱堆及规整填料高 高
较大
较小
适应范围较大
对液量有一定要求
较易
较难
常用金属材料
金属及非金属材料均可
大直径时较低
新型填料投资较大
新型填料及规整填料塔竞争力较强。
塔设备的研发思路： (1) 总体上保证气液两相呈逆流流动
提供最大的传质推动力 (2) 每块板上或填料层内保证气液两相充分接触
尽可能减小传质阻力
(3) 提供足够大的气液两相通道 保证大通量、低压降、合适的弹性
填料塔和板式塔的主要对比 填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸馏操作。
压降
空塔气速
塔效率
持液量 液气比 安装检修 材质 造价
三、 板式塔
功能 气液相传质的场所
分类
提供足够大的传质接触面积 强化气液两相的湍流强度
(1) 逐级接触式——板式塔 板式塔：内装塔板，气液传质在板上液层空间内进行；
(2) 连续接触式——填料塔、湍球塔 填料塔：内装填料，气液传质在填料润湿表面进行。
(3) 其它传质设备 湿壁塔；鼓泡塔；文丘里混合器……
5.0
<11
<110 110-250 250-400
6.0
<11
<110 110-250 250-450
（二）常用塔板类型及其特点
1. 泡罩塔板（Bubble-cap tray）
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。
塔板类型 优 点 缺
点
适用范围
泡罩板
较成熟，操 结构复杂，阻力 作范围宽 大，生产能力低
某些要求弹性好 的特殊塔
浮阀板 效率高，操 采 用 不 锈 钢 ， 分离要求高,负荷变化 作范围宽 浮阀易脱落 大;原油常压分馏塔
筛板
效率较高， 安装要求水平,易 分离要求高,塔板较 成本低 堵,操作范围窄 多;化工中丙烯塔
筛板 1.2～1.4 1.1
35～100 低 简单 0.4～0.5
浮阀板 1.2～1.3 1.1～1.2 10～100 中 一般 0.7～0.8 舌型塔板 1.3～1.5 01.1 50～100 低 最简单 0.5~0.6
斜孔板 1.5～1.8 1.1 30～100 低 简单 0.5
各种塔板的优点及适用范围