化工原理板式塔教材
《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。
《化工原理》电子教—— 板式塔及其工艺设计计算共43页文档
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
43
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
《化工原理》电子教—— 板式塔及其 工艺设计计算
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
《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1. 塔设备的分类及应用2. 板式塔的结构及特点3. 板式塔的分类及选用原则二、塔盘结构与性能1. 塔盘的类型及工作原理2. 塔盘性能的评定指标3. 常用塔盘的结构与性能比较三、塔内流体流动与传质过程1. 塔内流体流动特点2. 气液两相流动计算3. 传质过程及计算四、板式塔的设计计算1. 设计计算的基本步骤2. 塔径的计算方法3. 塔高的计算与确定五、板式塔的工艺计算与优化1. 工艺计算的基本内容2. 塔盘效率的计算与提高措施3. 塔内压降的计算与控制教学目标：通过本章的学习，使学生掌握板式塔的基本概念、结构及特点，了解板式塔的分类和选用原则；掌握塔盘的结构与性能，能够根据实际需求选择合适的塔盘；理解塔内流体流动与传质过程，能够进行简单的计算；熟悉板式塔的设计计算方法，能够进行基本的设计与优化。
教学方法：采用讲解、案例分析、互动讨论相结合的方式进行教学。
通过讲解使学生掌握基本概念和原理，通过案例分析使学生了解实际工程中的应用，通过互动讨论激发学生的思考和创新能力。
教学内容：一、板式塔的概述1. 塔设备的分类及应用讲解：塔设备在化工、环保等领域的应用，各类塔设备的特点及适用范围。
2. 板式塔的结构及特点讲解：板式塔的组成部分，各部分的作用及板式塔相较于其他类型塔的优势。
3. 板式塔的分类及选用原则讲解：不同类型板式塔的结构特点及应用领域，选用原则及注意事项。
二、塔盘结构与性能1. 塔盘的类型及工作原理讲解：常见塔盘类型，如平板塔、圆形塔、浮阀塔等，及其工作原理。
2. 塔盘性能的评定指标讲解：塔盘性能的评定指标，如塔盘效率、压降等，及其计算方法。
3. 常用塔盘的结构与性能比较讲解：常用塔盘的结构特点及性能比较，如圆形塔与浮阀塔的优缺点。
三、塔内流体流动与传质过程1. 塔内流体流动特点讲解：塔内气液两相流动的特点，如流动形态、流动参数等。
《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一、教学目标1. 让学生了解板式塔的分类、结构及工作原理。
2. 使学生掌握板式塔的工艺设计计算方法。
3. 培养学生运用化工原理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 板式塔的分类及结构a. 固定填料塔b. 流动填料塔c. 板式塔2. 板式塔的工作原理a. 塔内流体流动b. 塔内质量传递三、教学重点与难点1. 教学重点：a. 板式塔的分类、结构及工作原理b. 板式塔的工艺设计计算方法2. 教学难点：a. 板式塔的流体力学计算b. 板式塔的质量传递计算四、教学方法1. 讲授法：讲解板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，帮助学生理解板式塔的设计与计算。
3. 互动提问法：引导学生积极参与课堂讨论，提高学生的思考能力。
五、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资源。
2. 计算机、投影仪等教学设备。
3. 实际工程案例资料。
六、教学过程1. 引入：通过展示化工生产中的板式塔图片，引起学生兴趣，提问学生对板式塔的了解。
2. 讲解板式塔的分类、结构及工作原理，结合课件进行演示。
3. 讲解板式塔的工艺设计计算方法，包括流体力学计算和质量传递计算。
4. 分析实际工程案例，让学生了解板式塔的设计与计算在实际中的应用。
5. 课堂互动，回答学生提出的问题，引导学生积极参与课堂讨论。
七、课堂练习1. 让学生根据板式塔的设计计算方法，完成一个简单的板式塔设计计算案例。
2. 引导学生分析案例中的关键参数，确保计算结果的准确性。
八、课后作业1. 要求学生复习课堂内容，掌握板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
2. 布置一道实际工程案例的板式塔设计计算题目，让学生课后完成。
九、教学反思1. 教师在课后对自己的教学进行反思，分析教学过程中的优点和不足。
2. 根据学生的课堂表现和作业完成情况，调整教学策略，以提高教学效果。
十、教学评价1. 学生对本节课的内容掌握程度，包括板式塔的分类、结构、工作原理及工艺设计计算方法。
《化工原理》电子教案-板式塔及其设计计算
欢迎来到《化工原理》电子教案系列！在本节课中，我们将介绍板式塔及其 设计计算，帮助您深入了解这一关键概念，提升化工工程技能！
什么是板式塔
板式塔是化工工程中常用的分离设备，用于将混合物分离为不同组分。它结 构紧凑，高效可靠，广泛应用于石油、化工、制药等行业。
板式塔的结构和原理
通过分Байду номын сангаас混合物的组分、物理性质和工作条件，确定板式塔的输入和输出条 件。这对于塔设计的准确性和性能优化非常重要。
理论计算与模拟软件的应用
利用化学工程原理和计算方法，进行板式塔的理论计算。同时，计算软件如 Aspen Plus等也为塔设计和优化提供了强大的工具。
实际案例分析
通过实际案例的分析，深入了解板式塔设计和操作中的挑战和解决方案。这 将帮助您应对实际工程中的各种情况。
板式塔由一系列水平放置的平板组成，通过不同级别的填料和板间的液体-气体接触，实现物质的分离。 它运用传质和传质过程来促进组分之间的分离。
板式塔设计计算的基本步骤
板式塔的设计计算包括确定输入和输出条件、理论计算和模拟软件的应用。 了解这些步骤可以帮助您更好地设计和优化板式塔的操作。
确定输入和输出条件
总结和展望
在本节课中，我们回顾了板式塔的概念、结构、工作原理以及设计计算的基本步骤。接下来，我们将进 一步探索相关的研究和最新进展。
《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一、教学目标1. 理解板式塔的基本概念和工作原理。
2. 掌握板式塔的工艺设计计算方法。
3. 能够应用板式塔的设计计算方法解决实际工程问题。
二、教学内容1. 板式塔的分类和结构填料塔、板式塔的分类塔盘的结构和工作原理2. 板式塔的性能评价塔盘效率的计算塔盘压降的计算3. 板式塔的工艺设计计算设计计算的基本步骤设计计算的参数选择设计计算的公式和计算方法4. 板式塔的优化设计塔盘类型的选择塔盘布置的优化5. 板式塔的设计计算案例分析案例一：简单蒸馏塔的设计计算案例二：吸收塔的设计计算三、教学方法1. 讲授法：讲解板式塔的基本概念、工作原理和设计计算方法。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，加深学生对板式塔设计计算的理解。
3. 互动教学法：引导学生提问和讨论，提高学生的参与度和思考能力。
四、教学资源1. 教材：《化工原理》相关章节。
2. 课件：板式塔的图片、示意图和设计计算公式。
3. 案例资料：实际工程案例的数据和计算结果。
五、教学评价1. 课堂参与度：学生提问、回答问题和参与讨论的情况。
2. 作业完成情况：学生完成作业的正确率和完整性。
3. 考核成绩：学生的考试成绩和设计计算案例的分析能力。
六、教学重点与难点1. 教学重点：板式塔的分类和结构特点板式塔的性能评价方法板式塔的工艺设计计算流程板式塔的优化设计方法2. 教学难点：板式塔设计计算公式的推导和应用板式塔优化设计中的参数选择和分析实际工程案例中板式塔设计计算的灵活运用七、教学进程安排1. 第一课时：板式塔的分类和结构介绍，理解填料塔与板式塔的区别。
2. 第二课时：板式塔的性能评价方法讲解，学习塔盘效率和压降的计算。
3. 第三课时：板式塔的工艺设计计算流程学习，了解设计计算的基本步骤。
4. 第四课时：板式塔优化设计的内容讲解，学习塔盘类型选择和布置优化。
5. 第五课时：板式塔设计计算案例分析，通过案例一和案例二加深理解。
《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、板式塔的分类及基本结构1.1 板式塔的分类1.2 板式塔的基本结构1.3 板式塔的优点与缺点二、塔板的设计与计算2.1 塔板的设计原则2.2 塔板的计算方法2.3 塔板效率的计算与提高三、塔板的类型及其特点3.1 固定泡沫塔板3.2 动态泡沫塔板3.3 流动泡沫塔板3.4 其他类型的塔板四、塔的工艺设计计算4.1 塔的直径计算4.2 塔的高度计算4.3 塔的内件设计4.4 塔的流体力学计算五、塔板塔的应用案例分析5.1 案例一：苯甲酸乙酯的合成5.2 案例二：硫酸铵的结晶分离5.3 案例三：异构体的分离5.4 案例四：乙二醇的脱水反应《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算教案章节：六、塔板塔的流体力学计算6.1 塔内流体的流动模型6.2 塔板塔的流动阻力计算6.3 塔板塔的压力降计算6.4 塔板塔的气液负荷计算七、塔板塔的物料与热量平衡7.1 塔板塔的物料平衡计算7.2 塔板塔的热量平衡计算7.3 塔板塔的热量传递与热效率7.4 塔板塔的节能措施八、塔板塔的模拟与优化8.1 塔板塔的模拟方法8.2 塔板塔的优化目标与方法8.3 塔板塔的工艺参数优化8.4 塔板塔的操作条件优化九、塔板塔的安全与环保考虑9.1 塔板塔的安全设计9.2 塔板塔的安全操作规程9.3 塔板塔的环境影响评估9.4 塔板塔的环保措施十、综合案例分析与实践10.1 案例五：塔板塔在合成氨厂的应用10.2 案例六：塔板塔在石油炼制中的应用10.3 案例七：塔板塔在精细化工中的应用10.4 案例八：塔板塔在环境保护中的应用《化工原理》电子教案——板式塔及其工艺设计计算教案章节：十一、塔板塔的操作与控制11.1 塔板塔的操作流程11.2 塔板塔的控制系统11.3 塔板塔的操作参数监控11.4 塔板塔的故障处理与维护十二、塔板塔的现代化改造与创新12.1 塔板塔的现代化改造技术12.2 塔板塔的创新设计理念12.3 塔板塔的新型材料应用12.4 塔板塔的智能化发展十三、塔板塔在不同领域的应用13.1 塔板塔在化学工业中的应用13.2 塔板塔在制药工业中的应用13.3 塔板塔在食品工业中的应用13.4 塔板塔在其他领域的应用案例十四、实验与实践教学14.1 塔板塔的实验设计14.2 塔板塔的实验操作步骤14.3 塔板塔的实验数据处理14.4 塔板塔的实验结果分析十五、课程总结与展望15.1 塔板塔的主要概念与原理回顾15.2 塔板塔工艺设计计算的关键点15.3 塔板塔在化工领域的未来发展趋势15.4 塔板塔在技术创新中的机遇与挑战重点和难点解析本教案主要围绕板式塔的分类、结构、设计计算、流体力学、物料与热量平衡、模拟与优化、安全与环保、操作与控制、现代化改造与创新、应用领域、实验与实践以及课程总结与展望等方面进行讲解。
化工原理第六章第六节 板式塔
2013-1-7
2．塔板上的液面落差
液面落差：塔板进出口清液层高度差 减少液面落差的措施： 多溢流。
2013-1-7
当液体横向流过塔板时，为克服板上的摩擦阻力和板
上部件（如泡罩、浮阀等）的局部阻力，需要一定的液位
差，则在板上形成由液体进入板面到离开板面的液面落差。 液面落差也是影响板式塔操作特性的重要因素，液面落差 将导致气流分布不均，从而造成漏液现象，使塔板的效率 下降。因此，在塔板设计中应尽量减小液面落差。
2013-1-7
3．筛孔塔板
2013-1-7
筛孔塔板简称筛板，其结构如图所示。塔板上开有许多均
匀的小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排
列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。 操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层， 气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下， 通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。 筛板的优点是结构简单、造价低，板上液面落差小，气 体压降低，生产能力大，传质效率高。其缺点是筛孔易堵塞， 不宜处理易结焦、粘度大的物料。 应予指出，筛板塔的设计和操作精度要求较高，过去工业 上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制水平的不断提高， 可使筛板塔的操作非常精确，故应用日趋广泛。
2013-1-7
奥康内尔收集了
几十个工业塔的塔板
效率数据，认为对于 蒸馏塔，可用相对挥 发度与进料液体黏度 的乘积αμL作为参数来
表示全塔效率，关联
曲线见图6-56。
图6-56 精馏塔效率关联曲线
2013-1-7
（二）单板效率（莫弗里板效率）
单板效率又称莫弗里（Murphree）板效率。它用汽相（或液相）经过 一实际塔板时组成变化与经过一理论板时组成变化的比值来表示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
后果：使塔板上气液接触不充分，板效率降低。
3.3 塔内气、液两相异常流动
（1）液泛 如果由于某种原因，使得气、液两相流动不畅，使板上液
层迅速积累，以致充满整个空间，破坏塔的正常操作，称此现 象为液泛。
② 降液管（液体通道） 液体流通通道，多为弓形。
浮阀塔内部结构
③ 受液盘 塔板上接受液体的部分。
④ 溢流堰 使塔板上维持一定高度的液层，保证两相充分接触。
塔板上理想流动情况： 液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液
层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。
传质的非理想流动情况： ①反向流动 液沫夹带、气泡夹带 ，即：返混现象 后果：使已分离的两相又混合，板效率降低，能耗增加。
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：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。 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度 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。
缺点：浮阀易脱落或损坏。
（4）多降液管（MD）塔板 优点：提高允许液体流量
3.5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 ； 选取塔板间距 HT；
有效塔高： Z HT N p
理论塔板数计算
塔体高度：有效高+顶部+底部+ 其它 选取塔板间距 HT ：
塔板间距和塔径的经验关系
塔径 D，m
0.3-0.5 0.5-0.8 0.8-1.6 1.6-2.0 2.0-2.4 >2.4
塔板间距 HT，m 0.2-0.3
0.3-0.35
0.35-0.45 0.45-0.6
0.5-0.8
≥0.6
（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。
A
D
Ad
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 Vs u
A = AT - Ad
塔截面积：
AT
A 1 Ad
AT
塔径 D 4 AT
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 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。
说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。
（2） 严重漏液 漏液量增大，导致塔板上难以维持正常操作所需的液面，无
法操作。此漏液为严重漏液，称相应的孔流气速为漏液点气速 。
3.4 常用塔板的类型
塔板是气液两相接触传质的场所，为提高塔板性能， 采用各种形式塔板。 （1）泡罩塔
组成：升气管和泡罩
优点：塔板操作弹性大，塔效率也比较高，不易堵。 缺点：结构复杂，制造成本高，塔板阻力大但生产能力不大。
堰长 lW ：影响液层高度。
lW D f Ad AT
或：
lW
D f bd
D
单流型：lW D 0.6 0.75
双流型: lW D 0.5 0.7
说明：通常应使溢流强度qVLh/lW 不大于100~130 m3/（mh）。
堰上方液头高度 hOW ：
how
2.84
103
E
qVLh lW
2/3
泡罩塔
圆形泡罩 条形泡罩
（2）筛板塔板 塔板上开圆孔，孔径：3 - 8 mm，大孔径筛板：12 - 25 mm。
优点：结构简单、造价低、塔板阻力小。 目前，广泛应用的一种塔型。
筛板
（3）浮阀塔板 浮阀塔盘
方形浮阀
圆形浮阀
条形浮阀
方形浮阀
F1型浮阀
优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹 性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广 泛的应用。
板式塔：塔内设置一定数量的塔板，处理物 料量大时采用
填料塔：塔内装有一定高度的填料，塔径较 小时采用
3.2板式塔
按照塔内汽液流动的方式，可将塔板分为错 流塔板和逆流塔板
汽、液两相接触方式 全塔：逆流接触 塔板上：错流接触 液体：重力
两相流动的推动力 气体：压力差
塔板结构 ① 气体通道 形式很多，如筛板、浮阀、泡罩等，对塔板性能影响很大。
其中， E：液流收缩系数，一般可近似取 E =1。
《化工原理》电子教案
—— 板式塔及其设计计算
3.1概述
高径比很大的设备称为塔 1.塔设备的基本功能和性能评价指标 ①使汽液两相充分接触，适当湍动，提供尽
可能大的传质面积和传质系数，接触后两 相又能及时完善分离 ②在塔内使汽、液两相具有最大限度的接近 逆流，以提供最大的传质推动力
塔设备性能的评价指标
• 通量——单位塔截面的生产能力，表征塔 设备的处理能力和允许空塔气速
• 分离效率——单位压降塔的分离效果，对 板式塔以板效率表示，对填料塔以等板高 度表示
• 适应能力——操作弹性，表现为对物料的 适应性及对负荷波动的适应性
2.塔设备的类型
根据塔内气、液接触构件的结构形式，分为 板式塔和填料塔
按塔内汽液接触方式，分为逐级接触式（连 续）和微分（连续）接触式之分
液 泛现象：
① 过量雾沫夹带液泛 原因： ① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板； ② 气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。
说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速 。
② 降液管液泛 当塔内气、液两相流量较大，导致降液管内阻力及塔板阻
力增大时，均会引起降液管液层升高，当降液管内液层高度难 以维持塔板上液相畅通时，降液管内液层迅速上升，以致达到 上一层塔板，逐渐充满塔板空间，即发生液泛。并称之为降液 管液泛。
① 液C20
20
0.2
C：气体负荷因子，与 HT、 液体表面张力和两相接触状况有关。
两相流动参数 FLV：
FLV
qVLs qVVs
l qmL v qmV
V L
② 选取设计气速 u 选取泛点率： u / uf 一般液体， 0.6 ~0.8 易起泡液体，0.5 ~ 0.6