化工设备设计全书塔设备《化工设备设计全书》编辑委员会路秀林王者相等编化学工业公版社业装备与信息工程出版中心
前言《化工设备设计全书》第一版由原化学工业部化工设备设计技术中心站组织全国高校、科研、设计、制造近百家单位参与编写。《化工设备设计全书》以结构设计，强度计算为主，从基础理论、设计方法、结构分析、标准规范、计算实例等方面进行了系统的阐述，并对相应的化工原理作简介。《全书》在重视结构设计、强度计算的同时，结合化上过程的要求去研究改进设备的设计，提高设备的效率，降低设备的成本，以求实现化工单元操作的最佳化，并力求反映当前国内及国际的先进技术。《全书》自20世纪80年代出版发行后，因其内容的实用性，得到化工、石化、医药、轻工等相关行业的设备专业人员欢迎近十余年来，我国化工装置的设计，化工设备的研究、开发、制造和标准化工作有了较大的发展，建造设备用的结构材料也有了新的进展，有必要对《全书》的内容加以更新、补充，以适应现代工程建设要求，满足广大工程技术人员，特别是年青一代工程技术人员的需要。中国石油和化工勘察设计协会、中国石化集团上海医药工业设计院、全国化工设备设计技术中心站组成了《化工设备设计全书》编辑委员会，负责《全书》的修订工作，《全书》的修订原则是“推陈出新”，以符合现代工程建设要求。《化工设备设计全书》计划出版15种，计有：《化工设备用钢》、《化工容器》、《高压容器》、《超高压容器》、《换热器》、《塔设备》、《搅拌设备》、《球罐和大型储》、《废热锅炉》、《于燥设备》、《除尘设备》、《铝制化工设备》、《钛制化工设备》、《石墨制化工设备》和《钢架》等。本书为《塔设备》，着重介绍了各种塔类设备的化工设计、结构设计和强度、刚度计算，以及安装、运输等有关问题。本书原编写者：第一章魏兆灿，第二章杜佩衡，第三章赵永鉴，第四章吴福生、董秀葬、赵鹤茹，第五章王树楹、吴锦元，第六章李宽宏，第七章蔡焕国、王联生，第八章卫效莲，第九章林锋。现由中石化上海工程有限公司高级工程师戴季煌（第一、四、五、八、九章），华东理工大学教授路秀林（第二、三章），华东理工大学教授吴志泉（第六章），中石化兰州设计院商级工程师王者相（第七章）负责修订，由戴季煌统一全稿由于化工生产发展迅速，我们掌握情况有限，本书的内容如有不足和错误之处，敬请广大读者提出宝贵意见，以便再版时补充改正。在本书编写和审校的过翟中，得到了很多单位和同志的大力协助和指导，在此致以深切的谢意。《化工设备设计全书》编辑委员会2003年12月
目录第二节158第一概论填料第三节填料塔结构设计 73第一节塔设备在化工生产中的作用和地位198第四节其他塔型第二节塔设备的分类及一般构造200第三节参考文献对塔设备的要求...第四节第六章举取塔设计….2-0塔设备的发展及现状+第五节201塔设备的用材第#萃取操作的化工计算206参考文献第二节脉动塔第三节第二章塔设备的化工设计，转盘塔·...本意符号表第一节引言第二节参考文献·: 223常用塔型及其选用第三节塔设备主要结构尺寸的确定第七章塔设备的强度设计和稳定第四节塔设备的操作弹性效率及压力降校核25第五节塔设备的强化第一节塔体自报周期计算* 25本章符号表第二地展设计t 6.参考文献第三节风载荷计算… 245第三章塔盘型式及设计第四节a塔体的强度与稳定校核第一节塔盘的液流部分4s第五节裙座的计算，264第二节泡翠塔盘第六节塔体法兰当量压力的计算268第三节浮阴塔盘第七节塔顶挠度的计算及其控制值.28第四节筛孔塔盘3第八节.89计算实例第五节舌形塔盘.78参考文献……97第六节斜孔塔盘83第八章辅助装置及附件 298第七节网孔塔盘·.84第除沫器298第八节导向浮阀型塔板82E裙座 312第九节穿流型塔盘塔釜隔板..30.第十节旋流板塔盘.94第四节接管.. 34.第十一节其他塔盘.96第五节人孔和手孔347-..参考文献·tra.第六节．.348第七节第四章塔盘的结构设计102吊耳353第八节塔籍第一节塔盘102362第二节第九节降液管及受液盘125附属装置的连接结构 362第三节溢流堰132第十节操作平台与梯子… 364第四节塔盘的机械计算136本章符号表·372141第五节塔盘的支承结构·参考文献372第六节 塔盘的密144第九章塔设备的制造、安装及运输373第七节培盘的紧固件146第-制造要求， 373附录153....T.-.第二节设备的检验379附录二156第三节大型塔设备的安装.79参考文献157第四节运输及其要求.383第五章 填料塔设计158第五节典型实例.385第．引言158参考文献9
第一章论概们从不同的角度对塔设备进行分类。例如：按操作压第一节塔设备在化工生产力分为加压塔，常压塔和减压塔：按单元操作分为精中的作用和地位馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干塔；塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要按形成相际接解界面的方式分为具有固定相界面的增的设备之，它可使气（或汽）镀或液液两相之间进和流动过程中形成相界面的塔；也有按塔釜型式分类行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在嗒设的，但是长期以来，最常用的分类是按塔的内件结构备中完成的常见的单元操作有：精馏，吸收、解吸和，分为板式塔（图1-1）和填料塔（图1-2）两大类，还举取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法有几种装有机械运动构件的塔。净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以减湿等。鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占的气体自下而上流动，与液体道流传质。两相的组分整个工艺设备投资费用的较大比例（见表1-1)：它所浓度沿塔高呈连续变化。耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属教多（见表人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填1-2)。因此，塔设备的设计和研究，受到化工，炼料，细分为多种塔型。等行业的极大重视。装有机运动构件的塔，也就是有补充能量的塔，常被用来进行萃取操作，起有用于吸收、除尘等第二芹塔设备的分类及一般构造操作的，其中以脉动塔和转盘塔用得较多。塔设备经过长期发展，形成了型式繁多的结构塔设备的构件，除了种类紫多的各种内件外，其以满足各方面的特殊需要。为了使于研究和比较，余构件则是大致相同的。表1-1化工生产装置中各类工艺设备所占投资的比例工艺设备类别装放名称搅拌设备反应设备塔设换热设备福叶化工和石油化工6.15%22.91%45.55%25.39%100%2. 63%炭油和煤化工13.02%49.50%34. 85%100%人纤维1.19%2.30%40. 61%44. 90%100%30.60%9.87%蓝药物和制药33.61%25.92%油酯工业19.58%8.39%50.94%20.49%油漆和涂料5%.66%22. 33%12.91%11.40%橡胶15.38%12.34%57.47%15.31%100%表1-2 化工生产装置中塔设备所占的质量比例化工装蹈名称塔设备质素所占百分比：%化工装置名称落设备质量所占百分比/%250万吨/年常压蒸馆16.97万吨及16万吨/年芳经抽提21.0~27.645.5250万吨/年常减压蒸幅10万吨/年苯38.360万吨及120万吨/年催化裂化48.94.5万吨/年T二烯54.011.5万吨及30万吨/年乙烯25.0~28.8万吨/年氯乙烯33. 31
1$1*x5-67一H8比1010C1广120+图1-1板式塔1-2填料堵1一吊柱，2一气体出日；3一回流液人口；1一吊柱，2-气体出口一喷淋装置，1一人孔，4--精增段盘：5一壳体：6一料液进口;[5.一充体：6一液体再分配器：7一填料：8一卸7一人孔；8—提幅段塔盘；99一气体人口；填料人孔：9-9-支承装置：10一气体人口；10一错座：11一签液出口：12一检查孔11-液体出口：12一插座：13一检查孔1.塔体塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是显的)，为此，在塔体的设计、制造、检验、运输和由等真径，等壁厚的圆简和作为头盖和底盖的橘圆形吊装等各个环节中，都应严格保证达到有关要求，不封头所组成。随者化工装置的大型化、断有采用不等使其超差。直径、不等壁厚的塔体。塔体除满足工艺条件（如温2.塔体支座堵体支座是塔体安效到基础上的度、压力、塔径和塔高等）下的强度、刚度外，还应连接部分。它必须保证塔体坐落在确定的位置上进行考虑风力、地震、偏心载荷所引起的强度、刚度间正常的工作。为此，它应当具有足够的强度和度题、以及吊装、运输能承受各种操作情况下的全塔重邀，以及风力、地震开停工等的影响。对于板式塔来说，塔体的不垂直度和弯曲度，将直接影响等引起的载荷。最常用的塔体支座是裙式支座（简称塔盘的水平度（这指标对板式塔效率的影响是非常明为“裙座")。2
3.除沫器除沫器用于捕集夹带在气流中的被于炼油「业，当时的填料是碎砖瓦，小石块和管子缩滴。使用高效的除沫器，对于回收责重物料、提高分节等20世纪初，随着炼油工业的发展和石油化学工离效率、改善塔后设备的操作状况，以及减少对坏境业的兴起，塔设备开始敏广泛采用，并逐断积累了有的污染等，都是非常必要的。4. 接管 塔设备的管是用以连接工艺管路。关设计、制造、安装、操作等方面的数据和经验。当把塔设备与相关设备连成系统。按接管的用途，分为时，炼油工业中多用泡罩塔，无机酸碱工业则以填料进液管、出液管、进气管、出气管、回流、倒线抽培为主，而筛板塔因当时尚无精确的设计方法和操作出管和仪表接管等经验，故未能广泛使用，人孔和手孔一般都是为了安装、人孔和手孔20世纪中期，为了适应各种化工产品的生产和检能检查和装填填料的需要而设置的。在板式塔和填发展，不仅需要新建大量的塔，还得对原有的塔设备料塔中，各有不同的设置要求。进行技术改造，故而陆续出现了一批能适应各方面要6：吊耳塔设备的运输和安表，特别是在设备求的新塔型。这一时期发展的塔盘如下。大型化后，往往是工厂基建工地上一项举足轻重的任·泡罩型务。为起吊方便。可在塔设备上焊以耳(1）条形泡罩塔盘。7吊村在塔顶设置吊柱是为了在安装和检修(2）单流式泡罩塔盘（unilux tray)，亦称 S 形时，方便塔内件的运送，塔盘。2. 筛板型第三节对塔设备的要求（1）有溢流的栅板塔盘，作为主要用于传质过程的培设备，首先必须使气(2）波纹筛板塔盘(ripple tray)。（汽）液两相能充分接触，以获得较高的传质效率。3.浮阀戒此外，为了满足工业生产的需要，搭设备还得考虑下(1）条形浮阀塔盘(nutter tlat valve tray),列各项要求。(2）重盘式浮阀塔盘（ballast valve tray)。生产能力大。在较大的气（汽）藏流速下，(3）A 型和T型的圆盘形浮阀塔盘（flexitray)。仍不致发生大量的雾沫夹带、拦被或液泛等酸坏正常4.喷射型操作的现象(1）文丘里阶梯式塔盘（benturi kaskade tray）。（2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液(2）条孔网状塔盘（kitel tray)。负荷量有较大的波动时。仍能在较高的传质效率下进(3）舌形塔盘(jet tray)行稳定的操作。并,且塔设备应保证能长期连续操作。（4）导向浮塔盘（3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压这批薪型塔盘的出现，不仅为创建综合性能更好力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低经的塔型打开了思路，而且为接著发生的设备大型化后常操作费用。对于减压藻馏操作，较大的压力降还将选择塔型指出了方向。在此期间，许多学者总结了塔使系统无法维持必要的真空度，设备长期操作的经验，并对筛板塔作了系统研究，认(4）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容为设计合理的筛板塔，不仅保留了制造方便、用材易。这可以减少基建过程中的投资费用省、处理能力大等优点，而且操作负荷在较大范围内(5）耐魔蚀和不易堵密，方便操作、调节和盛动行，仍能保持理想的效率。。近年来，随着对筛板检修,塔研究工作的不断深人和设计方法的日趋完善，筛板事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完塔已成为生产上最为广泛采用的塔型之一全满足上述的所有要求，仅是在某些方面具有独到之这一时期填料塔也进人了一个新的发展阶段。在处。人们对于高效率、大生产能力、稳定操作和低压瓷环填料，亦称拉西环填料（Raschigring）被广泛采力降的迫求，推动着塔设备新结构型式的不断出现和用后，弧鞍形填料（Berl saddle）相继间世，特别是发展。出现了斯特曼（Siedman）填料后，更大大地促进了规整填料的发展其中有：帕纳帕克气（Panapak）填料、第四节塔设备的发展及现状古德洛（Goodloe婚料、斯普雷帕克（Spraypak）填泡翼塔是1813年Cellier提出的，它在代生产料等。同时，麦克马洪（Mcmahon）填料、鲍尔环中直占有重要的地位。从 1832 年开始用于酿造 L填料（Pall ng)）、狄克松环填料(Dixon ring)、坎农业，是出现较早并获得广泛应用的一种塔型。工业规(Cannon）填料和矩鞍形填料（Intalox saddle）等颗模的填料塔始于 1881年的燕催操作中，1904 年才用「粒型填料也纷纷出现。除了各种填料大激涵现外，还3
发展了多管塔、（7）方形浮阀塔盘（speichim）)。乳化塔等被称为高效填料塔的新塔型（8）错流式长方形浮阀塔盘。从20世纪60年代起，由于化工机械制造业成功4.属喷射型的地解决了高压离心式压缩机的转动密封和高湿高压凌（I）浮动舌形塔岛热锅炉的结构强度设计等技术关罐，使化肥和石油化（2）活动舌形塔盘。工的生产，在能量综合利用方面提高到一一个新水平。（3）带垂直挡板的舌形塔盘。继而带动了整个化学、炼油工业向大型化方向迅速发（4）片状喷射塔盘。展。据有关资料报道，炼油装置的年处理能力也达（5）浮动喷射塔盘，1000万吨，年严60~90万吨的乙烯工厂、60万吨的(5）带顿斜挡沫板的斜孔塔盘（IleMan)。甲醇45万吨的氯乙煌34万吨的低密度（7）网孔塔盘（perform tray)。7吨的苯乙烯工厂以及22.5万吨（8）旋流塔盘的异丙苯也将相继兴建。在大型装置中，塔设(9）thormann喷射塔盘。备的单台规模也随之增大。直径在10m以上的板式（:0）导向浮阀塔盘。塔时有出现（如某炼浦的减压热馏塔塔径为5.属复合类型的12.2m，并在酝酿设计 18m直径的塔)，塔板数多达（1）泡罩与筛板的复合。上百块，塔的高度达80没备革量有儿百吨（2）筛板与浮阀的复合。（操作时的最大塔重可达1500吨）：填料搭的最大真（3）筛板与舌形的复合径也有15m，塔高达100，由于出现了比此外，无溢流装置的穿流式塔盘，也有较多的发界性的熊源您机暴露出设备大型化带来的不容忽规展，其型式有的问题：大型设备必须保证在全负荷下长期连续运(1） 穿流式栅板墙盘。转，否则经济损失将是非常巨大的。(2）穿流式筛板培盘。在此期间，为了满足设备大型化以及化工工艺方（3）穿流式双孔径筛板塔盘面提出的高压、减压、高操作弹性等特殊要求，又出（4）穿流式可调开孔率筛板塔盘现了很多新型塔盘，但按其结构特点，仍属泡罩，筛(5）穿流式条形或圆形浮阀塔盘,板、浮阀、舌型等几种典型堵型的改进或相互结合，（6）穿流式旋叶塔盘，举例如下文二一时期，新型填料也有了较多的发展。属于颗1.属泡罩型的粒型填料的有，海佐涅尔（HydronyD）填料、阶梯环（1）旋转范罩塔盘。（Cascade mini ring）填料、多角螺旋填料、金属鞍环（2）带有导流叶片的泡罩塔斑、填料 (Intalox metal pakeing)比阿雷茨基环（Bia（3）扁平泡罩塔盘。lecki ring),E（Levapak）以及它们的政进型（4）蜂窝形泡罩谐盘。式。属于规整填料的有苏采尔填料（Sulzerpack-2. 属筛板型的in)、重叠式丝网波纹板填料、重叠式金属波形板填（1）导向筛板塔盘（indee.sieve tray)，即林德筛料、、格利希裙格填料（Glitsch grid)、格子填料、拉板塔盘伸金属板网填料、塑料蜂窝填料、乙形格子填料、(2）多降液管筛板塔盘（multiple downcomerPetform喷射式填料和脉冲填料 (imipulse packing)sieve tray)，即 MD筛板塔盘。等。间时，还创建了使小球浮动来强化传质的满（3）筛网塔盘（hyfluxtray）球塔(4）VST塔盘（vertical sieveIray）为了加强工业技术的竞争能力，长时期来，各国都比外，筛板本身也可斜置，还发展了斜孔、针孔相继建立了技术专利的管理机构。在这众多的专制中，和大孔径、双孔径等多种筛孔。新型培盘及高效填料的开发工作，也占有一定的数量。3.属浮阀型的从这里以看出各国塔设备发展的趋向，作为我们工作（1）旋转浮阀塔盘的参考。但是，进入20世纪70年代后，有关塔设备（2）锯心浮阀塔盘（Hy-contact valve tray）传质理论和塔盘结构方面的论文，已不如以前那么多（3）管式浮阀塔盘。了。这反映了基础理论研究工作的进度放慢了、同时（4）长条形浮阀塔盘也表明人们通过实践接受了H.A.AJIeKCaHAPOB等人（5）链网式浮阀塔盘（grid valve tray）的观点：当负荷达到最高负荷的85%时，所有不同(6）带螺旋叶片的浮闷塔盘（splral valive tray)。结构的塔盘，其效率大致是相同的。研究结果表明
塔盘的效率并不取决丁塔盘的结构，而主要取决于物可对设备强度和刚度进行计算。 目前正在考虑作塔设系的性质，如相对挥发度、黏度、混合物的组分等备的最优化设计20世纪60年代以来，我国者手编制了塔设备零国外塔设备的发展已转向“要求在提高处理能力和简化结构”的前提下，保持一定的操作弹性和适当的压部件标准，1965 年起正式颁发了一批有关的标准和力降，并尽量提高塔盘的效率。至干新型填料的研技术条件。70年代又修订、合井、补允、充实了究，鹦希望找到有利于气液分布均匀、高效和制造方批标准。便的填料。第五节塔设备的用材随着塔设备技术的发展，各工业国家还陆续制订了多种气液接触元件（如泡罩、浮阀、填料等）及有塔设备与其他化工设备一样，置于室外、无框架关塔盘制造查、安装验收的标准、规范和技术条保的自支承式塔体，绝大多数是采用钢材制造的，这是等，以保证塔设备运行的质量和缩短其制造、安装周因为钢材具有足够的强度和塑性，制造性能较好、设期，进而减少设备的投资费用。当热，盲目地套用标计制造的经验也较成熟。特别是在大型的塔设备中，准或是忽视标准等的修订工作，也会对技术的发展起钢材更具有无法比拟的优点，因而被广泛地采用。为到阻碍作用此，本书主要介绍这方面的有关内容。有些场合为了我国塔设备技术的发展，经历了一个漫长的过满足腐蚀性介质或低温等特殊要采用有色金属材程。新中国成立以后，随着国民经济的发履，陆续建料如钛、铝、钢、银等或非金属耐腐蚀材料，世一批现代化的石油化工装置。随著这些装置引进有为了少有色金属的耗用量而采用渗铝、镀银等措的新型塔设备，不仅在操作、使用这些设备方面提供施，或果用钢壳村劑、衬涂非金属材料的。用这类材了大量的第一手资料，还带动了塔设备的科研、设计，料制成的塔设备，诸径一般都不大，当尺寸稍大时，工作，加速了这方面的技术开发就得在塔外用锅架结构加强。此外，这些材料在制目前，我国肾用的板式塔型仍为泡尊塔、浮闷造、运翰、安装等方面都各有特点，在设计时述应参塔、筛板塔和舌形塔等、填料种类除拉西环、尔环阅其他有关资料，，认真加以考虑，外，阶梯环以及被纹填料、金属丝网填料等规整填料可供制作塔设备内件的材料，比之培体用材。，选也常采用参考国外塔设备技术的发展动择余地更大了，板式塔中的塔盘，以及浮阀、泡罩一加强了对筛板塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮类气液接触元件，由于结构较为复杂，加之安装工艺动喷射塔等新塔型。对多降液管塔盘、导向筛板、网和使用方面的要求（如浮闷应能自由浮动），所以仍孔塔盘等，也都作了较多的研究，并推广应用于生是以钢材为主，其他材料（如陶瓷、铸铁等）为辅。产。其他如大孔径筛板、双孔径筛板、穿流式可调开填料的用材，往往只考患制造成型方而的性能所以孔率筛板、浮阀-筛板复合塔盘，以及喷杯塔盘、可用多种材料制成间--型式和外形尺寸的填料，以满钢塔盘、旋流塔盘、喷旋塔盘、旋叶塔盘等多种塔型足不同场合的需要。如拉西环最初是用瓷做的，以后和金属鞍环填料的流体力学性能、传质性能和几何结又出现用钢、石墨或硬聚氯乙烯塑料等制造：鲍尔环构等方面的试验工作，也在进行，有些已取得了一定出有用钢、铝或聚丙烯塑料等制造，至于高效的丝网的成果或用于生产填料，则除了用各种金属丝网外，还可将尼龙、塑料从塔设备的化工设计到结构强度设计。国内也做等织成网，而制得。出了不断的改进，并陆续引人了一些新的方法和标准之，选材所考虑的因素较多，《化工设备设计全规范。特别是由于电子计算机技术的发展，化工设计书，另有分册论述，此处只粗略介绍，供选用时参考。中计算工作量极大的遂板计算法，，已能快速而方便文献福考得到意结果。在结构强度设计中，电子计算机也可以把受载情况异常复杂的塔设备强度问题，逐项加以1、行油化T产品技术整济参考资料，兰州化学工业公司设考虑，并做出详细的计算。现有全国化工设备设计技计院，1976术中心站组织编制的压力容器强度计算软件 SW6中塔器上下册）兰州石油机械研究所，1973中
第二章塔设备的化工设计（3）塔内件的设计，主要是塔盘的工艺和结构设第一节言引计。此外还有塔的进出口、防冲挡板、防祸器、除沫鉴于塔设备型式繁多、用途各异，故本育仪介绍器等的设计计算。用于气液传质塔设备的化工设计。此类塔设备分成两板式塔的内件及附件设计计算，分别将在第三大类：板式塔和填料塔四章及第八章中专门论述，本章贝讨论塔高、塔径的、板式塔计算，以及板式塔的类型选择，强化与改进方向、负根据给定的操作条件（例如蒸僧），由图解法或荷性能、，塔板效率及压力降等。为了概要地说明板式其他方法求得理论塔板数，选定或估算塔板效率，就塔的化工设计内容与顺序。将设计的主要程序用框图可求得实际堵板数，尔后进行以下内容的设计或尔于图2-14+计算有下述情况时，须对图2-1中的（1）～（5）项，作（1）塔高的计算、包括塔的主体高度、部与底重复计算部空间的高度，以及裙座高度。（）溢流区设计算得的出口堰长度，使气体通道（2）塔径的计算，的面积不够或不在限定的范围内（2）孔的排列间距及开孔面积不在限定的范装置的有关条件围内mk（3）沫夹带量超过限度或发生液泛。（4）充允许压力降及漏液基超出限度。（5）降液臀内的液体高度超出限度。给定塔板设计条件二、填料塔根据已知的操作条件及过程的性质（例如吸收，物性常婴解吸或蒸馏）。进行填料塔的化工设计。它包括以下各点内容。确认物料的起池(1）选择填料。尚性走定路费型式（2）计算塔高主要是填料层高度的计算。（3）塔径的计算确定谐控（4）压力降的计算。程定塔板问距气夜接触区面益流区面积及塔径的确定第二节常用塔型及其选用一、常用板式塔类型溢流区的设计板式塔是分级接触型气液传质设备，种类紫多。潜流长度及宽度根据目前国内外实际使用的情况，主要塔型是浮阅最高降液管空间塔、筛板塔及泡罩塔。欧美与日本的统计数据如表2-1所示气没接触区的设浮阅数及排列浮阀增塔型使用比例(%)泡象的设计及排列（泡康强蹄板塔泡罩踏及其他礼径升版密盘非跃0-310~20各项校核订算指依工力障一）泡罩塔穿沫夹稳定操作范店泡罩塔是历史悠久的板式塔，长期以来，在蒸图 2-板式塔化.1设计程序催、吸收等单元操作所使用的塔设备中，曾占有主要
地位，近三十年来由于塔设备有很大的进展，出现了开气管中，通过环形回转通道，再经跑罩的齿缝分散许多性熊良好的新塔型，才使泡罩塔的应用范围和在到泡罩间的液层中去。图中hs为齿缝开度，系泡翼塔设备中所占的比重有所减少。但泡累塔并不因此失内液面至齿缝顶端的距离。从齿缝顶端至堰板顶边的去其应用价值，因为它具有如下优点。高度差hus，称为静液封高度。蒸气从齿缝中流出时、①操作弹性较大，在负荷变动范围较大时仍能搅动了塔盘上的液体，使液层上部变成泡沫层。气泡保持较高的效率。离开液面时，破裂成带有液滴的气体，小液滴相互碰?无泄漏，又落回液层。还有少量微小液滴被撞合并成大液滴，②液气比的范围大蒸气夹带到上层塔盘，这称为雾沫夹带。蒸气从下层①）不易堵赛，能适应多种介质塔盘经泡罩进入液层，并在继续上升的过程中，与所泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价商、安装！接触的液体发生传热与传质。蒸气通过每层塔盘，其维修麻烦以及气相压力降较大。然而，泡翼塔经过长流动过程所引起的压头损失，称为每层塔板的蒸气压期的实践，积累的经验比其他任何塔型都丰富，常用阳的泡罹已经标准化。在处理非魔蚀性物料时，糙个泡另外，当液体横向流过整个塔盘时，还须克服各罩塔盘都可用碳钢制造，泡罩塔盘的蒸气压力降虽然种阻力，因而产生液面落差A，此即图中A处的液面批些，但在常压或加玉下操作时，并不是主要高度与D处液面高度的差。液体流量愈大，在塔盘上A的流程愈长，则流动的阻力就愈大，值也愈大。由根据现今的情况，泡罩塔盘在工上有一的于这个落差的存在，使得塔盘上的液层厚度从液体进实用价值。口至出口逐渐减小，造成了蒸气分布不均，这在设计泡罩塔盘的主要结构包括泡罩、升气管，滋流管中应充分注表及降液管。泡罩塔盘上气液接触的状况，参见图 2-2此外，泡罩塔如果塔盘设妥或操作不当，带会出现以下不正常现象，从而使塔板效率下降，甚至破坏操作，/oa维液当液体流量很小或液封高度不够时，从齿缝出来的蒸气，能推开液体：掠过液面直接上升，以致气液接触不良(2）脉动当蒸气流量很小、不能以连续鼓泡的清液形式通过液层时，必然是逐渐积幕募气，使塔盘下方的气压逐渐升高，，当增加到足够的数值后，才能通过C.缝鼓泡逸出，面当灌过若千气泡后，气压下降，就停止鼓泡；再等到上升至一-定压力后，才能重新鼓泡。即蒸气的流动过程表现为蒸气脉动鼓泡3）偏流和慎当液体流量过大和薰气流量过二请液一时：塔盘上液面落差大，使气流分布不均，就称为偏流，情况严重时，腋体从升气管溢流而下，称为倾流。这现象多出现于大塔中4）过量的雾沫夹带蒸气速度过高时，被夹带到上一塔盘的液量超过了允许值，称为过量的雾沫图2-2泡率塔盘上气液接触状况夹带（5）液泛部分液体未能通过降液管流下，被拦液体由上层塔盘通过左侧的降液管，从A处流人塔盘，然后横向流过塔盘上布置泡罩的区段 BC.截在塔板上，泡沫层高度充满板间距，以致无法操此处是塔盘的气液接触区（或称皱泡区）；CD段用作，这称为液泛（或湾塔）。造成液泛的原因有：板于初步分离液体中夹带的气泡，接着液体流过出口堰间距太小，降液管面积太小，或是气液流量太大，超进入右侧的降液管。在竭板上方的液层高度 how，称过了设计限度。为堰上液流高度，在降液管中，被夹带的蒸气分离出泡罩是泡罩塔板最老要的部件，品种很多，目前来，上升返回塔盘上，清液侧流往下层塔盘。应用最多的型式是具有矩形或梯形齿缝，底部有缘与此间时，燕气则从下层塔盘上升，进入泡章的围、结构可拆的圆泡罩 (图 2-3)。7