白癜风患者微信群 http://www.guanxxg.com/news/roll/1563797.html塔器是化工过程最常用的分离设备，涉及精馏、吸收、解吸、汽提、萃取等化工单元操作。上篇关于C5分离工艺中，塔器就是必不可少的分离设备。塔器作为化工生中应用数量最多、涉及面最广、能耗最大的单元设备，其增效、扩能、降耗成为降低加工成本、提高经济效益最为活跃的领域之一，塔器的性能对于整个装置和企业的生产能力、产品质量、消耗定额、环保等方面均有重要影响。塔器分为板式塔和填料塔，板式塔的典型结构如图1所示，相信学过化工原理的同学对此比较熟悉。塔板是直接决定传质传热效果的内构件，近百年来的发展也主要是围绕塔板的改进进行的，所以今天带大家简单回顾一下塔板的发展历程及分类，讲一些典型的塔板。图1板式塔的典型结构本文篇幅较长，建议先收藏再看~1.泡罩型塔板最早的泡罩型塔板是年由Cellier提出来的，但是大规模应用还是在20世纪。泡罩塔由于其特殊的结构，塔板上基本没有漏液，塔板具有操作弹性和生产能力大，传质效率高，运行稳定等优点。但泡罩塔结构复杂，造价高，而且具有气体通过塔板的压降大，塔板上液体动阻力大，安装维修繁琐。1.1圆形泡罩塔板传统圆形泡罩的结构如图2所示，由升气管、泡罩和固定装置组成。泡罩的周边开有齿缝，从升气管上升的气流经过泡罩时改变方向，并经齿缝分散成细小气泡进人液层，以促进气液接触，增加流体湍动程度，从而达到强化气液传质的目的。图2圆形泡罩1.2S形泡罩塔板针对圆形泡罩塔板结构复杂，造价高，每块塔板上排布的泡罩数量多，安装检修都很麻烦等问题，年，SoconyMobiloilCompany设计了S形泡罩塔板，其结构图如图3所示。图3S形泡罩塔板S形泡罩塔板主要由结构刚性很强的S形元件互相交联构成，在交联过程中形成泡罩和升气管。其结构简单，加工、安装和维修都比传统圆形泡罩简单。S形泡罩升气管的面积比值较常用的泡罩塔板大，有效鼓泡面积能占到塔板截面积的80%，生产能力比圆形泡罩塔板大10%~20%，操作弹性能达到6~8。S形泡罩塔板减小了圆形泡罩塔板上孔间距对塔板上有效传质空间的浪费，有效地利用了塔板上的鼓泡空间，在减少塔板造价的同时，提高了塔板的通量，汽油稳定塔、碳氢化合物的分离塔、气体吸收塔、原油分馏塔、焦化产品的分离塔等塔中应用效果良好，适宜于常压和高压条件下高液相负荷操作的大型塔器。1.3扁平泡罩和伞形泡罩塔板传统泡罩压降高的一个重要原因是升气管上缘比泡罩齿缝下缘高很多。气体通过升气管上升后又折返下来通过液层，造成了很大的压降。为了克服这个问题，扁平泡罩塔板应运而生。扁平泡罩塔板的三种结构形式如图4所示。扁平泡罩的升气管很短，其上缘低于泡罩齿缝下缘，并且呈喇叭形，使气体减少反转流动，塔板的压降明显降低。同时由于其流动空间的优化，抗堵能力进一步增强。图4扁平泡罩扁平泡罩的升气管和泡罩边缘是垂直的，升气管上升气体在泡罩顶上形成涡流，流动阻力依然比较大。因此，人们对扁平泡罩的升气孔和泡罩壁进行改进，得到了伞形泡罩塔板，又称ACV塔板，结构如图5所示。伞形泡罩塔板使泡罩和升气管的侧壁都成45°倾斜，这样比相同直径的垂直侧壁的泡罩塔板有了更大的齿缝通道面积，且泡内涡流明显减少，流道的改善使得压降明显降低。图5伞形泡罩1.4条形和槽式泡罩塔板在大塔中使用普通泡罩塔板时，每层塔板上需要的泡罩数量是非常大的，这给安装和检修带来了很大的麻烦。为了克服这个问题，人们借鉴S形泡罩塔板的经验，设计了条形泡罩塔板和槽式泡罩塔板。槽式泡罩塔板的结构图如图6所示。槽式泡罩塔板将原来单个的圆形泡罩改为两种不同宽度的U形槽。宽槽间隔布置于塔板上，水平部分形成板上液体流动空间，垂直的槽壁与相邻U形槽的槽壁组成升气管，窄的U形槽覆盖在升气管上，两端封闭，形成泡罩。图6槽式泡罩塔板条形和槽型泡罩塔板，既保持了泡罩塔板的各种优点，又增大了板上开孔面积，压降、造价降低，加工安装更加方便。1.5具有导流叶片的泡罩塔板在扁平泡罩塔板的升气管上设置切线方向导流叶片，使气流沿着导流叶片进入液层，就形成了具有导流叶片的泡罩塔板，如图7所示。气流的旋转使得气液接触更加充分，而且产生的离心力使夹带的液滴得到分离，提高了板效率，减少了雾沫夹带。图7具有导流叶片的泡罩塔板1.6旋转泡罩塔板带有导流叶片的泡罩塔板的导流装置设在升气孔上，而旋转泡罩塔板的导流叶片设置在齿缝上。如图8所示，泡罩是可以随着轴转动和上下浮动的，因此这种泡罩塔板可视为介于泡罩和浮阀之间的塔板形式。叶片的旋转、搅拌作用能够将气体和液层切碎，能够显著强化气液传质过程。同时旋转产生的离心力使得液滴大部分在水平方向运动，降低了雾沫夹带，而且，旋转作用消除了塔板上的死区。泡罩能够随着气体负荷的变化进行升降，增大了塔板的操作弹性，但旋转泡罩结构复杂，造价较高。图8旋转泡罩塔板2.筛孔塔板筛板是应用最早的塔板形式之一，距今已有两百年历史。19世纪30年代酿造工业中就已使用了筛板塔，但由于当时的筛板结构较为单一，操作弹性极小。这一致命弱点致使筛板塔在随后的一百多年时间里一直未被广泛应用。第二次世界大战结束后，炼油和石油化学工业的迅猛发展给板式塔提供了前所未有的机遇。生产过程的大型化促使人们更加
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