浮阀塔、泡罩塔、筛板塔优缺点及结构原理要点.docx

筛板塔、泡罩塔和浮阀塔的优缺点筛板塔是扎板塔的一种， 内装若干层水平塔板， 板上有许多小孔， 形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用泡沫式接触气液传质过程的一种形式， 性能优于泡罩塔 为克服筛板安装水平要求过高的困难， 发展了环流筛板； 克服筛板在低负荷下出现漏液现象， 设计了板下带盘的筛板； 减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距， 制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰， 塔板上开设气体导向缝的林德筛板 筛板塔普遍用作 H2S-H2O双温交换过程的冷、 热塔 应用于蒸馏、 吸收和除尘等 # ~1 Y） h2 y- l, ?! d+ T5G , '% k* {. a+ \1 }" A- p2 f泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它主要由开气管 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、 f150mm 三种尺寸，可根据塔径的大小选择泡罩的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操作时， 液体横向流过塔板， 靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层， 齿缝浸没于液层之中而形成液封 升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿， 以防止液体从中漏下 上升气体通过齿缝进入液层时， 被分散成许多细小的气泡或流股， 在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面 I0 Z8 b. G; p3 d 泡罩塔板的优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代， 在新建塔设备中已很少采用 浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，应用广泛浮阀的类型很多，国内常用的有 F1 型、 V-4 型及 T 型等 浮阀塔板的优点是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高其缺点是处理易结焦、 高粘度的物料时， 阀片易与塔板粘结； 在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降浮阀塔结构原理浮阀塔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，减少雾沫夹带结构原理如下图：Fl型惇河工作腐理-# -分析一激不尽卜图中所示结构，尤其是图中椭圆圈出的部分，若是能帮在下作出立体模型，那将感用物I板灯同:童成1*1・一1a脑 A A融而tLMl ■ ।- I -H>iit值«T期Xfl1iy3M*llWinUM号冷落T Htj ^：n培依M#M 啊-1;inr^(. hi_lnkn，巾I泮111tfMA* 析厚VS|R、计小方n|T|「 现M：无阳3书3 期⑹”直桂的葬第塔：ha泡甲塔盘的形式目前主要有泡罩式、浮 画式、立体传质式、筛板式、舌形塔、浮动舌形式和浮动 喷射式等请讨论：1、比较各种塔盘的传质效率2、各种塔盘的产生背景浮阀式结构简单弹性好、制造安装容易一般都有采用浮动舌形式也可以筛板类型加工简单但是弹性太小。

泡罩式结构复杂塔盘重量大填料塔的作用是起到吸收作用，是 化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一以下讲一下填料塔的结构特点：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播不太适合等填料的分类-Y' A) t' j# y, b4 m6 Z# i# s. "5 Q+ G" }: t. u% A1 m填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为 散装填料 和规整填料1 .散装填料散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在 塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料 散装填料根据结构特点不同， 又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料 等现介绍几种较为典型的 散装填料：)S: F% M/ h* C K/ \$ Z. @9 }, o拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料（ 1 ） 拉西环填料 于 1914 年由拉西（ F. Rashching ）发明，为外径与高度相等的圆环 拉西环填料的气液分布较差， 传质效率低， 阻力大， 通量小， 目前工业上已较少应用 2 ） 鲍尔环填料 是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连， 另一侧向环内弯曲， 形成内伸的舌叶， 诸舌叶的侧边在环中心相搭。

鲍尔环由于环壁开孔， 大大提高了环内空间及环内表面的利用率， 气流阻力小，液体分布均匀 与拉西环相比， 鲍尔环的气体通量可增加 50%以上， 传质效率提高 30%左右鲍尔环是一种应用较广的填料 3 ） 阶梯环填料 是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边 由于高径比减少， 使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短， 减少了气体通过填料层的阻力 锥形翻边不仅增加了填料的机械强度， 而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主， 这样不但增加了填料间的空隙， 同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点， 可以促进液膜的表面更新， 有利于传质效率的提高 阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种 4 ） 弧鞍填料 属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成弧鞍填料的特点是表面全部敞开， 不分内外，液体在表面两侧均匀流动， 表面利用率高， 流道呈弧形， 流动阻力小 其缺点是易发生套叠， 致使一部分填料表面被重合， 使传质效率降低弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多 5 ） 矩鞍填料 将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。

矩鞍填料堆积时不会套叠， 液体分布较均匀矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代 6） 金属环矩鞍填料 环矩鞍填料（国外称为 Intalox ）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料， 该填料一般以金属材质制成， 故又称为金属环矩鞍填料 环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体， 其综合性能优于鲍尔环和阶梯环， 在散 装填料中应用较多 7 ） 球形填料 一般采用塑料注塑而成，其结构有多种球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥， 所以气液分散性能好 球形填料一般只适用于某些特定的场合， 工程上应用较少除上述几种较典型的散装填料外，近年来不断有构型独特的新型填料开发出来，如 共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料 等工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册2 ．规整填料规整填料 是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等 1） ） 格栅填料 是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。

工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料 目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、 网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合 2） 波纹填料 目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有 30°和 45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错 90°排列波纹填料 按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分金属丝网波纹填料 是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段 尽管其造价高， 但因其性能优良仍得到了广泛的应用金属板波纹填料 是板波纹填料的一种主要形式该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用波纹板片上轧成细小沟纹， 可起到细分配板片上的液体、 增强表面润湿性能的作用 金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。

金属压延孔板波纹填料 是另一种有代表性的板波纹填料它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4〜0.5mm小刺孔其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛波纹填料 的优点是结构紧凑， 阻力小， 传质效率高， 处理能力大， 比表面积大 （常用的有 125、 150 、 250、 350、 500 、 700 等几种）波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高 3） 脉冲填料 是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程脉冲填料 的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的理想填料因其优良的液体分。