精馏7 板式塔

设计原则：6.4精馏设备①塔板上汽液两相保持密切、充分的接触，为传质提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减少传质阻力。②塔内尽量使汽液两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。实际单板错流，整体逆流。板式塔——筛板塔6.4.1塔板结构筛板筛板降液管管板距h0溢流堰高hw长lw汽相流向液相流向为保证液体正常下落及板上滞流h0＜hw汽相通道其形状不同成为不同塔板的主要区别。筛板塔最简单。6.4.2塔板流体力学（1）汽液接触状态孔速：气体经过筛孔时的速度。孔速低－－鼓泡接触状态孔速↑－－泡沫接触状态孔速↑↑－－喷射接触状态液体为连续相传质阻力大液体为连续相传质阻力↓更新面为液膜气体为连续相传质阻力↓↓更新面为液滴相转变实际工作状态（2）塔板压降单板压降：hf＝hd＋h1hd为干板压降h1为液层压降不同孔速下，干板压降与液层压降所占比例不同。低孔速时，h1占主导；高孔速时，hd为主。（3）漏液孔速较小时，板上液体不经溢流堰而直接从筛孔下落到下层板上，这种现象称为漏液。液漏的产生将影响汽液传质。（4）雾沫夹带板上液滴被上升汽流夹带至上层塔板的现象。雾沫夹带也将影响汽液传质。一般要求：夹带＜0.1kg液体/kg干气体。造成板间返混，推动力降低。（5）液泛随汽、液流量的增加，降液管的液面也抬升，当降液管液面升至上层塔板的溢流堰上缘时，液体下落产生障碍，严重时液体充满全塔，并随气体从塔顶溢出，这种现象称为液泛。液泛判断：气体流量不变，而板压降持续增长。（6）板上液体返混板上液体返混的存在，将影响传质推动力的梯度分布。（7）板上液面落差板上液流进出口液面高度差。导致汽流分布不均。单板效率(莫弗里效率)(Murphreeplateefficiency)1*1nnnnmVyyyyE＝理论板的汽相增浓值实际板的汽相增浓值*11nnnnmLxxxxE＝值理论板的液相浓度降低值实际板的液相浓度降低&液相组成表示：汽相组成表示：6.4.3塔板效率实际塔板数和塔板效率全塔效率PTTNNEET是各层板效率的平均值。可用实验测定。ET～αμL曲线图（老式塔）双组分体系全塔效率典型值0.5~0.76.4.4塔高的确定Z有效段＝（Np-1）HT＝（NT/E0-1）HTZ有效段－－－有效段高度，mNp－－－实际塔板数HT－－－板间距，mNT－－－理论塔板数E0－－－全塔效率Z全塔＝Z有效段＋Z塔顶＋Z塔釜HT参考经验值：200、250、300、350、400、500、600、700mm6.4.5塔径计算关键：空塔气速u(以塔截面计)的确定。uVDsr785.0原则u漏液＜u＜u液泛精馏段与提馏段汽速有可能不同，要分别计算，所以上下塔径可能不同。6.4.6塔板负荷性能图汽液两相在各种流动条件的上下限组合图。过量液沫夹带线，它是以液沫夹带量为0.1kg(液)/kg(干气体)为依据确定的。漏液线，由不同液体流量的漏液点组成，由u漏液确定。液泛线，此线的位置根据液泛的条件确定。液量下限线，液量小于该下限，板上液体流动严重不均匀，导致塔板效率急剧下降。液量上限线，液量超过此上限，产生气泡夹带，严重时将导致液泛。塔板正常操作区操作弹性：一定液汽(L/V)比下，上、下操作极限的气体流量之比。操作弹性大，意味着塔的可操控性能好，生产能力大。图中A、B、C三线L/V依次增加，生产能力由其上限控制。6.4.7塔板型式12①②③（I）斜孔塔板（II）网孔塔板（III）垂直筛板（IV）多降液管塔板（V）林德筛板（VI）无溢流栅板和筛板（a（b）双流型c）四程流型塔板流型塔板流型（de）U型流型