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化工机械检修技术考试

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板式塔的主要类型与结构特点有哪些?

正确答案: 板式塔类型的不同,在于其中的塔板结构不同,现将几种主要类型的板式塔分述如下。
(1)泡罩塔
塔板上的主要部件是泡罩。它是一个钟形的罩,支撑在塔板上.其下沿有长条形或椭圆形小孔,或作成齿缝状,与板面保持一定距离口罩内覆盖着一段很短的升气管,升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。塔下方的气体经升气管进人罩内之后,折向下到达罩与管之间的环形空隙,然后从罩下沿的小孔或齿缝分散成气泡而进人板上的液层。
泡罩一般用碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝等制造,特殊情况亦可用陶瓷,以防腐蚀。泡罩的直径通常为80~150mm(随塔径的增大而增大),在板上按正三角形排列,中心距为罩直径的1.25~1.5倍。
泡罩塔板上的升气管出口伸到板面以上,故上升气流即使暂时中断,板上液体也不会流尽,气体流量减少,对其操作影响亦小。有此特点,泡罩塔可以在气、液负荷变化较大的范围内正常操作,并保持一定的效率。为了便于停工以后能放净板上所积存的液体,每板上都开少数排液孔,称为泪孔,直径10mm左右,位于板面上靠近溢流堰人口一侧。
泡罩塔操作稳定,操作弹性大―能正常操作的最大负荷与最小负荷之比可达到4至5。但是,由于它的构造比较复杂、造价高、阻力大,而且气、液通过的量和板效率比其他类型板式塔低,现已逐渐被其他型式的塔所取代。
(2)筛板塔
筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管,而直接在板上开很多小直径的孔——筛孔。操作时气体以高速通过小孔上升,液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。
筛板多用不锈钢板或合金钢板制成,使用碳钢的比较少。孔的直径约3~8mm。,以4~5mm较常用,板的厚度约为孔译的0.4~0.8倍。此外,又有一种大筛孔板,孔径在10mm以上,用于有悬浮颗粒与脏污的场合。
筛板塔的结构简单,造价低.它的生产能力比泡罩塔高10%?15写,板效率亦约高10%~15%,而每板压力降则低30%左右。但操作范围较泡罩塔为窄,操作弹性仅为2~3。
(3)浮阀塔
浮阀塔在一定程度上兼有泡罩塔、筛板塔的优点。
浮阀塔板上开有按正三角形排列的阀孔,每孔之上安置一个阀片。气速达到一定时,阀片被推起,但受脚钩的限制,推到最高也不能脱离阀孔。气速减小则阀片落到板上.靠阀片底部三处突出物支撑住,仍与板面保持约2.5mm的距离,塔板上阀孔开启的数量按气体流量的大小而有所改变。因此气体从浮阀送出的线速度变动不大,鼓泡性能可以保持均衡一致,使得浮阀具有较大的操作弹性,一般为3~4,最高可到6。浮阀的标准重量有两种,轻阀约25g,重阀约33g。一般情况下用重阀,轻阀则用于真空操作或液面落差较大的液体进板部位。
浮阀的直径比泡罩小,在塔板上可排列得更紧凑,从而可增大塔板的开孔面积,同时液体以水平方向进入液层,使带出的液沫减少而气液接触时间却加长,故可增大气体流速而提高生产能力(比泡罩塔提高约20%),板效率亦有所增加,压力降却比泡罩塔小。结构上它比泡翠塔简单,但比筛板塔复杂。这种结构的缺点是因阀片活动,在使用过程中有可能松脱或被卡住,造成该阀孔处的气、液通过状况失常,为避免阀片生锈后与塔板粘连,以致盖住阀孔而不能浮动,浮阀及塔板都用不锈钢制成。此外,胶粘性液体易将阀片粘住,液体中有固体颗粒会使阀片被架起,都不宜采用。
以上三种型式的塔板上,气体都是以鼓泡方式通过液层的。
(4)舌片板塔
舌片板是近40年发展起来的,应用不如筛板、浮阀板广泛。这种塔板是在平板上冲压出许多向上翻的舌形小片而作成。塔板上冲出舌片后,所留下的孔也是舌的形状。舌形半圆形部分的半径为R,其余部分的长度为A,宽度为2R。舌片对板的倾角为18°、20°或25°其中以20°为最常用。舌孔规格(以mm计)A³R有25³25与50³50两种。
舌片板上亦设降液管,但管的上口没有溢流堰。从上层板经降液管流下的液
体淹没了板上的舌片,在板上从各片的根部向尖端流动.同时,自下层板上升的气体则在舌与孔之间几乎成水平地喷射出来,速度可达成20~30m/s,冲向液层,将液体分散成滴或束。这种喷射作用使两相的接触大为强化,而提高传质效果。由于气体喷出的方向与液流方向大体上一致,前者对后者起推动作用,使液体流量加大而液面落差不增。板上液层薄,也就使塔板的阻力减小,液沫加带也少一些。
舌片板塔的气、液流通量比泡罩塔与筛板塔的都大,但因气、液接触时间比较短,效率并不很高:又因气速小了便不能维持喷射操作方式,他的操作弹性比较小,只能在一定的负荷范围内才能取得较好的分离效果。
(5)浮舌板塔
浮舌板上的主要构件是舌片与浮阀的结合:既可令气体以喷射方式进人液层,又可在负荷改变时,令舌阀的开度随着负荷改变而使喷射速度大致维持不变。因此,这种塔板与固定舌片板相比较,操作较为稳定,操作弹性比较大,效率高一些,压力降也小一些。舌片板塔与浮舌板塔都是气体以喷射方式进入液层中的,与前三种型式一样,气、液两相均成错流流动。另有一类气、液两相成逆流流动的塔板,叫穿流塔板或淋降塔板口。
(6)穿流筛板塔与穿流栅板塔
板上开小孔的为穿流筛板,板上开条形狭缝的为穿流栅板。板与板之间不设降液管,液体沿孔或缝的周边向下流动,气体则在孔或缝的中央向上流动。气流对液流的阻滞,使板上保持一定厚度的液层,让气体鼓泡通过。板上的泡沫层高度比较小,因此压力降比较小,板效率比泡罩板的也低一些。
穿流塔板节省了溢流管所占的面积,于是按整个塔截面设计的通量可增加,使生产能力提高;同时结构也简单,造价低廉。它的主要缺点是操作受气、液流量的制约大,流动速度变动范围窄,操作弹性在3以内,通常不超过2。
板式塔的差别主要在于塔板结构。除了以上介绍的几种外.还有一些使用比较少的结构型式,而且新的结构型式也在不断出现,其目的都是在特定的条件下,取得良好的效果。
答案解析:
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