板式塔

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）
多种形 式的浮 阀，如 右图。
较 稳 定 ， 效 率 较 传统填料低；新型乱堆及规整填料高 高 较大 适应范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
新型填料及规整填料塔竞争力较强。
（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。
受 液 区 导向孔
降 液 管
a 斜孔结构
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。 （1）垂直筛板： 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流型
阶梯 流型
塔径 m 1.0 1.4 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 U形流程 <7 <9 <11 <11 <11 <11 <11
液 体 流 量 m3/h 单流程 <45 <70 <90 <110 <110 <110 <110 90-160 110-200 110-230 110-250 110-250 200-300 230-350 250-400 250-450 双流程 阶梯流程
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。
板式塔 压降 空塔气速 塔效率 持液量 液气比 安装检修 材质 造价 较大 较大 填料塔 小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填 料较小 小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填 料较大
受 液 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；
U型降液板 单程降液板
单程 流型
筛板的返混动画
舌型塔板的返混动画
5.
浮舌塔板：
1 9
20
o
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
R
20
8
R1 6
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。
（2）网孔塔板 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
A
塔板
A
受 液 盘
降 液 管
A-A剖视图
9. 各种塔板性能评价及选择 (1) 工业对塔设备的一般要求 通量大：空塔气速大，即生产能力大 效率高 弹性宽：操作范围宽
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；
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。
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 片向上张角 α 以20°左右 为宜。
50
a = 20 o
气相
5 R2
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。
35～100 低 中 低 低
1.2～1.3 1.1～1.2 10～100 01.1 1.1 50～100 30～100
舌型塔板 1.3～1.5 斜孔板 1.5～1.8
最简单 0.5~0.6 简单 0.5
各种塔板的优点及适用范围 塔板类型 优 适用范围 点 缺 点 泡罩板 浮阀板 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
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 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
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
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
堰 降液管 液 相
气相
安定区
开孔区
三、 板式塔
功能 提供足够大的传质接触面积 气液相传质的场所 强化气液两相的湍流强度 分类 (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……
最大负荷 操作弹性 = ≥2−3 最小负荷
压降小：气体通过塔板的压降低 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 相对生 相 对 操作范围 压强 结构 塔板类型 产能力 降 板效率 泡罩板 筛板 浮阀板 1.0 1.2～1.4 1.0 1.1 10～100 高 复杂 简单 一般 成本 1.0 0.4～0.5 0.7～0.8
（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。
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）