板式塔知识
6.6板式塔
3、浮阀塔
ห้องสมุดไป่ตู้
V- 浮阀塔板 V- 浮阀
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三种塔板的比较: 1. 生产能力： 筛板 >浮阀 >泡罩 2. 压降： 泡罩 >浮阀 >筛板
3. 操作弹性： 浮阀 >泡罩 >筛板 4. 造价： 5. 板效率： 泡罩 >浮阀 >筛板 浮阀、筛板相当 >泡罩
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6.9.2 板式塔的流体力学特性
一、气液两相接触状态
一、单板效率（默弗里板效率）
经实际塔板汽或液组成 的变化值 单板效率 经理论塔板汽或液组成 的变化值
（1）汽相
E MV , n y n y n1 y
* n
* yn
yn
y n1
yn1 x n
平均 组成
* yn yn
n
yn1
xn
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（2）液相
E ML , n x n 1 x n
主要影响因素
气量↑ →夹带量↑
板间距HT↓ →夹带量↑
要求液沫夹带量 eG≯0.1kg液沫/kg干气
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2. 气泡夹带 原因：液体在降液管中停留时间过短，气泡来 不及解脱，而被液体卷入下层塔板。 3. 气体沿塔板的不均匀流动 原因：液面有落差和液层波动，引起气体分布不均匀 4. 液体沿塔板的不均匀流动
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四、不正常操作现象
1. 液泛 定义：液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不
断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内
正常操作，称为液泛。 液泛包括：夹带液泛、溢流液泛 2. 严重漏液 当气体孔速过小或气体分布不均匀时，使 有的筛孔无气体通过，从而造成液体短路，大 量液体由筛孔漏下。
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6.6.3 塔板效率
板式塔知识
浮阀塔F-型（国外通称V-型）是用钢板冲压而成的圆形阀片，浮阀塔F-型下面有三条阀腿，把三条阀腿装入塔板的阀孔之后，用工具将腿下的阀脚扭转90°，则浮阀就被限制在浮孔内只能上下运动而不能脱离塔板。
当气速较大时，浮阀塔F-型浮阀被吹起，达到最大开度；当气速较小时，气体的动压头小于浮阀自重，于是浮阀塔F-型浮阀下落，浮阀周边上三个朝下倾斜的定距片与塔板接触，此时开度最小。
定距片的作用是保证最小气速时还有一定的开度，使气体与浮阀塔F-型塔板上液体能均匀地鼓泡，避免浮阀与塔板粘住。
浮阀塔F-型浮阀的开度随塔内气相负荷大小自动调节，可以增大传质的效果，减少雾沫夹带。
10.2.8浮阀塔的设计1.浮阀塔型式前已提及，浮阀的型式有很多，国内采用的多为F－1型浮阀，这种浮阀的结构简单、制造方便、省材料，对其性能已有所掌握。
F－1型浮阀分轻阀和重阀良种，轻阀约25g，重阀约33。
已有部颁标准（JB1118－81），其结构尺寸见图10－26和表10－6。
图10－26 F－1型浮阀2.阀的排列浮阀一般按正三角形排列，也有采用等腰三角形排列的（例如分块式塔板中）。
在正三角形排列中分顺派和叉排，见图10－27(a)、(b)。
叉排时从相邻两阀吹出气流搅动液层的作用较显著，使相邻两阀容易吹开，液面落差较小，鼓泡均匀。
（a ）顺排图10－27 浮阀的排列浮阀中心距可取75、100、125、150mm等几种。
现国内浮阀中心距推荐为75mm(见浮阀塔盘系列JB1206－91)。
当用钻孔法加工时，中心距可不受此限制。
排与排间距t 推荐为65、80、100mm 三种，必要时可以适当调整。
塔板上阀控开孔率按阀数而定，一般为4%5% 左右。
3.阀数确定一般在正常负荷下，希望浮阀刚好在全开时操作，根据试验表明，此时阀孔动能因数08~11F =，一般按此确定所需阀数，对不同工艺情况，可适当调整。
如要求操作下限大时可采取较大的0F 。
选定0F 值后，由下式确定孔速：0u =（10—31）式中，0u —孔速，m/s ；0F —阀孔动能因素；G ρ—气体密度，kg/m 3；F-1型浮阀的孔径为39mm ，故浮阀个数n 为20008370.2320.785(0.039)s s V V Vn u u u ===⨯ （10—32）式中，s V —气体流量，m 3/s ；V —气体流量，m 3/h 。
板式塔基础知识
物质在相间的转移过程称为传质(分离)过程。
常见的有蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作。
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分的挥发度不同的特性以实现分离的目的。
塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，按结构形式可以分为板式塔和填料塔两大类。
在工业生产上，一般当处理量大时多采用板式塔，处理量小时采用填料塔。
选用原则（典型的）1、腐蚀性介质，易起泡物系，热敏性物料，高粘性物料通常选用填料塔。
2、对于中、小规模的塔器，和塔径小于600mm时，宜选用填料塔，可节省费用并方便施工。
3、对于处理易聚合或含颗粒的物料，宜采用板式塔。
不易堵塞也便于清洗。
4、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的介质，宜采用板式塔。
5、对于有多个进料及侧线出料的塔器，且各侧线之间板数较少，宜采用板式塔。
采用填料塔时内件结构较复杂。
6、对于处理量或负荷波动较大的场合，宜采用板式塔。
因液体量过小会造成填料层中液体分布不均匀，填料表面未充分润湿，影响塔的效率；当液体量过大时易产生液流影响传质，采用条阀等板式塔具有较大的操作弹性。
7、对于塔顶、塔底产品均有质量要求的塔系，宜采用板式塔。
8、根据各种工艺流程和特点，在同一塔内，可以采用板式及填料共存的塔型，即混合塔型。
适用于沿塔高气、液负荷变化较大的塔系。
板式塔为逐板接触式气液传质设备。
●评价塔设备性能的主要指标：生产能力、塔板效率、操作弹性、塔板压强降●浮阀塔的工艺计算：包括塔径、塔高及塔板上主要部件工艺尺寸的计算。
一、工艺模拟计算后能够确定的参数（模拟计算可求得理论板层数、回流比、馏出液量、釜残液量、塔径、每层塔板的气液相负荷、冷凝器和再沸器负荷）1、估算塔径最常用的标准塔径（mm）为600，700，800，1000，1200，1400， (4200)原料通常从与原料组成相近处（加料板）进入塔内。
加料板以上的塔段称为精馏段，以下（包括加料板）成为提馏段。
板式塔知识大全
板式塔知识大全板式塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射形式穿过塔盘的液层使两相密切接触，进行传质。
两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
板式塔的主要部件包括塔体、塔体支座、除沫器、接管、人孔和手孔，以及塔内件。
根据塔板结构不同，塔式板可以分为以下几种类型：1、泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。
它是一个钟形的罩，支撑在塔板上，其下沿有长条形或椭圆形小孔，或作成齿缝状，与板面保持一定距离。
罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。
塔下方的气体经升气管进入罩内之后，折向下到达站罩与管之间的环形空隙，然后从罩下沿的小孔或齿缝分散成气包而进入板上的液层。
2、筛板塔筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管而直接在板上开很多小直径的筛孔；操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板。
分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。
3、浮阀塔浮阀塔兼有泡罩塔、筛板塔的优点，板上开有按正三角形排列的阀孔，每孔之上安置一个阀片，气速达到一定时，阀片被推起，但受脚钩的限制，推到最高也不能脱离阀孔，气速减小则阀片落到板上，靠阀片底部三处突出物支撑住，仍与板面保持约2.5mm 的距离，塔板上阀孔开启的数量按气体流量的大小而有所改变。
因此气体从浮阀送出的线速度变动不大，鼓泡性能可以保持均衡一致，使得浮阀具有较大的操作弹性。
浮阀的直径比泡罩小，在塔板上可排列得更紧凑，从而可增大塔板的开孔面积，同时液体以水平方向进入液层，使带出的液沫减少而气液接触时间却加长，故可增大气体流速而提高生产能力，板效率亦有所增加，压力降却比泡罩塔小。
结构上它比泡罩塔简单，但比筛板塔复杂。
这种结构的缺点是因阀片活动，在使用过程中有可能松脱或被卡住，造成该阀孔处的气、液通过状况失常，为避免阀片生锈后与塔板粘连，以致盖住阀孔而不能浮动，浮阀及塔板都用不锈钢制成，此外，胶黏性液体易将阀片粘住，液体中有固体颗粒会使阀片被架起，都不宜采用。
板式塔
2011-11-20
2）泡沫接触状态 ） 当气速继续增加，气泡数量急剧增加， 当气速继续增加， 气泡数量急剧增加，气泡不断发 生碰撞和破裂， 生碰撞和破裂，此时板上液体大部分以液膜的形式存 在于气泡之间，形成一些直径较小， 在于气泡之间，形成一些直径较小，扰动十分剧烈的 动态泡沫，在板上只能看到较薄的一层液体。 动态泡沫，在板上只能看到较薄的一层液体。 由于泡沫接触状态的表面积大，并不断更新， 由于泡沫接触状态的表面积大，并不断更新， 为两 相传热与传质提供了良好的条件， 相传热与传质提供了良好的条件，是一种较好的接触 状态。 状态。 传质表面： 传质表面：面积很大的液膜
气液传质设备
一、板式塔的构造 二、板式塔的流体力学性质 三、板式塔的操作特性
第一节 板式塔
四、塔板效率
2011-11-20
逐级接触式 气液传质设备 微分接触式
板式塔
填料塔
2011-11-20
一、板式塔的构造
1、板式塔的结构 、
1）塔板的构造 ） （剖面图）
•筛孔 筛孔 •降液管 降液管 •溢流堰 溢流堰
2011-11-20
3）喷射接触状态 ） 当气速继续增加，由于气体动能很大， 当气速继续增加，由于气体动能很大， 把板上的液体向 上喷成大小不等的液滴， 上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用又落 回到板上，直径较小的液滴被气体带走，形成液沫夹带。 回到板上，直径较小的液滴被气体带走，形成液沫夹带。 此时塔板上的气体为连续相，液体为分散相， 此时塔板上的气体为连续相， 液体为分散相，两相传质 的面积是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分散， 的面积是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分散， 这种液滴的反复形成和聚集，使传质面积大大增加， 这种液滴的反复形成和聚集，使传质面积大大增加，而且 表面不断更新，有利于传质与传热进行， 表面不断更新，有利于传质与传热进行，也是一种较好的 接触状态。 接触状态。 两相传质面积： 两相传质面积：液滴的外表面
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。
过程装备基础(板式塔)课件
检查塔体和附件是否有损坏、变形、锈蚀等 情况。
性能测试
进行试车运行，检查板式塔的分离效果、操 作性能等是否符合工艺要求。
尺寸检查
核对塔体和附件的尺寸是否符合设计图纸要 求。
验收流程
先进行初步检查，合格后进行性能测试，全 部符合要求则判定为验收合格。
PART 05
板式塔的发展趋势和未来 展望
过程装备基础(板式塔 )课件
• 板式塔的概述 • 板式塔的设计 • 板式塔的操作和维护 • 板式塔的选型和安装 • 板式塔的发展趋势和未来展望
目录
PART 01
板式塔的概述
板式塔的定义和特点
定义
板式塔是一种用于实现蒸馏过程 的设备，主要由塔体、塔板、溢 流堰、降液管和受液盘等部件组成。
特点
板式塔具有处理能力大、分离效 率高、操作稳定等优点，广泛应 用于化工、石油、食品等领域。
板式塔的结构和工作原理
结构
板式塔主要由塔体、塔板、溢流堰、降液管和受液盘等组成。 塔体是整个设备的主体，塔板是实现分离的主要部件，溢流 堰用于保持液面稳定，降液管和受液盘分别用于输送液体和 收集液体。
工作原理
板式塔的工作原理主要基于不同液体之间的沸点差异实现分 离。液体原料从塔顶部进入，在重力作用下依次流过各层塔 板，在塔板上发生汽化与冷凝，从而实现分离。经过多级分 离后，得到所需的产品。
支撑结构的设计
支撑结构是板式塔的骨架，其作用是 支撑整个塔体和承受各种操作力和地 震载荷。
支撑结构的形式有多种，应根据实际 情况选择合适的结构形式，并进行详 细的结构设计。
支撑结构的材料应选择强度高、刚度 大、稳定性好的材料，如钢材、混凝 土等。
PART 03
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。
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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。
板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管 两大类。有降液管的一般液体呈错流式， 无降液管的液体呈逆流式。
工业生产中一般希望呈现泡沫态和喷射态 两种状态。
因喷射接触状态的气速高于泡沫接触状态， 故喷射接触状态有较大的生产能力，但喷 射状态液沫夹带较多，若控制不好，会破 坏传质过程，所以多数塔均控制在泡沫接 触状态下工作。
板式塔由塔板不同可以分为泡罩塔、浮阀 塔、筛板塔、舌型板和斜孔板等等。其中 以泡罩塔，浮阀塔和筛板塔在工业生产中 使用最为广泛。
1泡罩塔
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由 升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的 顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较 广。泡罩有f80、f100和f150mm三种尺寸， 可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有
很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯 形。泡罩在塔板上为正三角形排列。
泡罩边缘开有纵向齿缝，中心装升气管。 升气管直接与塔板连接固定。塔板下方的 气相进入升管，然后从齿缝吹出与塔板上 液相接触进行传质。由于升气管作用，避 免了低气速下的漏液现象。
优点：该塔板操作弹性，塔效率也比较高， 运用较为广泛。
缺点：是结构复杂，塔压降低，生产强度 低，造价高。
2筛板塔
筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板 上开有许多均匀小孔，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。
缺点是操作弹性小，筛孔易堵塞，不宜处 理易结焦、黏度大的物料。
3浮阀塔
浮阀是20世纪二战后开始研究，50年代开 始启用的一种新型塔板，后来又逐渐出现 各种型式的浮阀。
3泡沫接触状态
当气速继续增加，气泡数量急剧增加，气 泡不断发生碰撞和破裂，此时板上液体大 部分以液膜的形式存在于气泡之间，形成 一些直径较小，扰动十分剧烈动态泡沫， 由于泡沫接触状态表面积大，并不断更新， 是一种较好的接触状态。
4喷射接触状态
当气速继续增加，把板上液体向上喷成大 小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作 用落回到塔板上，直径较小的液滴被气体 带走，形成液沫夹带。液滴回到塔板上又 被分散，这种液滴反复形成和聚集，使传 质面积增加，表面不断更新，是一种较好 的接触状态。
1鼓泡接触状态
气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。 由于气泡的数量不多，形成的气液混合物 基本上以液体为主，气液两相接触的表面 积不大，传质效率很低。
2蜂窝状接触状态
随着气速增加，气泡数量不断增加。当气 泡形成速度大于气泡浮升速度时气泡在液 层中累积。气泡间相互碰撞，形成各种多 面体的大气泡。由于气泡不易破裂，表面 得不到更新，所以此种状态不利于传热和 传质。
横向比较
板式塔溢流装置
板
液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底排出， 并在各层塔板的板面上形成流动的液层； 气体则在压力差推动下，由塔底向上经过
均布在塔板上的开孔依次传播各层塔板由 塔顶排出。
塔板上气液两相的接触状态是决定板上两 相流流体力学及传质和传热规律的重要因 素。当液体流量一定时，随着气速的增加， 可以出现一下几种接触状态：
其型式有圆形、方形、条形及伞形等。较 多使用圆形浮阀，而圆形浮阀又分为多种 型式。
其特点是浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气 管，改在塔上开孔，阀片上装有限位的三 条腿。但是操作时阀片易脱落或卡死。
浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，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。