10.1板式塔第十章传质设备10.1.1塔板结构本章要点：（1）掌握板式塔的结构特点及其相关设计计算。（2）掌握填料类型、特性和填料塔的计算。10.1.1塔板结构板式塔是逐级接触式。塔内有若干块塔板，以塔板作为气液接触的基本构件。其功能：①有足够大的气液接触面积；②塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供较大的传质推动力，实际上就整个塔而言，两相逆流状态而在每一块塔板上呈错流接触状态。10.1.1塔板结构10.1.1塔板结构1、汽相通道俯视图塔板上均匀的开有一定数量供汽相自下而上流动的通道。安定区开孔区汽相通道的形式很多，对塔板性能的影响极大，各种型式的塔板主要区别就在于汽相通道的形式不同。结构最简单的汽相通降液管受液区道为筛孔，其直径为3～8mm。溢流堰110.1.1塔板结构2、溢流堰为保证气液两相在塔板上能有足够的接触表面，塔板上必须贮有一定的液体，因而在塔板的出口端，设有溢流堰。塔板上的液层高度由堰高决定。10.1.1塔板结构3、降液管(downcomper)降液管是液体自上而下从上层塔板流到本层塔板的通道。为了充分利用塔板面积，降液管一般为弓形，有时也采用圆形降液管。10.1.2塔板的流体力学状况10.1.2塔板的流体力学状况1、汽液接触状态1、汽液接触状态汽相经过筛孔时的速度（简称孔速汽）随着气体通过筛孔的速度不同，气液两相在塔板上的接触分三种状态：（1）孔流速低时—鼓泡接触：板上存在大量的清液，气泡不多，两相接触面为气泡表面；（2）孔流速大时—泡沫接触，孔速↑，气泡多，且连成一片合并或破裂。两相接触面积是很大的液膜；（3）孔流速再大—喷射接触，速度很高的气体以射流形式穿过液层，将板上液体破碎成许多液滴而抛向塔板上方，气液两相接触面积是液滴的表面。210.1.2塔板的流体力学状况10.1.2塔板的流体力学状况2、气体通过塔板的压降3、漏液Δhf=hd+hlm液柱汽相经过筛孔时的速度较小时，板上部分液体就会从孔口干板压降塔板压降克服板上泡沫层的静压落下，这种现象称为漏液。（。动画、录像）液层阻力形成气液界面的能量消耗漏液两相在塔板上的接触时间↓板效率↓通过液层的摩擦阻力损失原因：气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀接触时间↑板效率↑板数↓设备费↓压降增大控制：漏液量不大于液体流量的10%。塔釜温度↑能耗↑操作费↑漏液气速：漏液量达到10%的气体速度。保证较高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降低能——板式塔操作的气速下限耗和改善塔的操作。安定区10.1.2塔板的流体力学状况10.1.2塔板的流体力学状况4、液沫挟带5、液泛塔板上气液两相接触时，一部分液滴被上升气流夹带到上液泛是塔操作的重要极限条件之一。促成液泛的原因有下一层塔板，这种现象称为液沫夹带。列两种：（动画）现象：液滴随气体进入上层塔板。（1）降液管内液体倒流回上层塔板；（2）过量液沫挟带到上层塔板。后果：过量液沫夹带，造成液相在板间的返混，板效率下降比较常见的是过量液沫挟带，而且液沫挟带未导致液泛之控制：液沫夹带量eV＜0.1kg(液)/kg(气)。前达到某个稍低的限度时，塔的效率便显著下降，此限度称为影响因素液沫挟带上限。¾空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小6、塔板的液面落差¾塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小塔板的进、出口两侧的液面高度差，称为液面落差。液面落差310.1.3塔板负荷性能图1、漏液线；（动画）2、液量下限线；3、液量上限线；（动画）4、液泛线；5、过量液沫挟带线；、过量液沫挟带线（动画）10.1.3塔板负荷性能图负荷性能图的分析V线作操作极限操C操作点410.1.3塔板负荷性能图10.1.4塔板效率1、单板效率¾操作弹性:两极限的气体流量之比塔板效率有各种表示方法，这里介绍常用的莫弗里板效率¾操作点位于操作区内的适中位置,可获得稳定良好的操作效果或称为单板效率。它是以汽相（或液相）经过实际塔板时的组¾同一层塔板，操作情况不同，控制负荷上下限的因素也不同成变化值与经过理论塔板时的组成变化值之比表示的。即¾物系一定时，负荷性能图中各线的相对位置随塔板尺寸而变实际塔板的汽相增浓值yn−yn+1EmV==∗..............(10-8)理论塔板的汽相增浓值yn−yn1例：加大板间距或增大塔径可使液泛线上移，+实际塔板的液相浓度降低值x−x增加降液管截面积可使液相上限线右移，n−1nEmL==∗..........(10-9)