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    湍球吸收培的结构如图4-13所示,它是将一定数量的球形境料(塑料球、中空合成树多孔球或轻金属薄壳球)放在栅板上,需净化的气体从底部进入,使小球浮起呈悬浮(流化)状态,并形成湍动旋转和相互碰撞。任意方向的三相湍流运动和搅拌作用表面不断更新,从而加强了传质作用。
    湍球塔填料一般采用空心或实心的小球,有时填料还做成其他形状,如环状c明,环形填料的效率优于球形填料,但阻力较大。
    湍球吸收塔的优点是结构简单,气液分布比较均匀,操作弹性和处理能力比较大,不易被固体或豹性物料堵塞,强化传质,塔体较低。缺点是小球无规则的湍动会造成上、下一定程度的返混。所以,湍球塔只适合易于吸收的过程,且操作温度受限制(一般操作温度应限制在80℃以下)。
    板式鼓泡吸收器外形与填料培一样,只是塔内部沿塔高装有某种结构的塔板,是一种分级接触型气液传质设备。气体从塔底进入,从上方排出,液体则由上而下地进出,使各级逆流联结。板式塔根据塔盘结构不同可分为泡里塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔。板式塔的基本结构(以泡罩塔为例)如图4-14所示。
    塔板上有若干自下而上通气用的短管,用圆形的罩盖上,罩的下沿开丁一个小孔或齿缝。操作时,液体进入塔顶的第一层板,沿板而从一侧流到另一侧,越过出口堰的上沿,落到降液管而达到第二层板,如此逐板下流。溢流堰使层板上维持一定的高度,足以将泡罩下沿的小孔淹没。气体从塔底通到最低一层板下方,经板上的升气管逐板-曰I-。由于板上液层的存在,气体通过每一层分散成很多气泡使液层成为泡沫层,从液面升起时又带出一些液沫。气泡和液沫的生成为两相的接触提供了较大的界面面积,并造成一定的湍动,有利于传质速率的提高。
    1.泡罩塔
    池罩塔是历史悠久的板式塔,在蒸馏、吸收等单元操作所使用的塔设备中曾占有主要地位。近30年来由于塔设备有很大的进展,出现了许多性能良好的新塔型,才使泡罩塔的应用范围和在塔设备中所占的比重有所减少。但泡罩塔并不因此失去其应用价值,因为它具有如下优点:①操作弹性大,在负荷变动范围较大时仍能保持较高的效率。②无泄漏。③液气比的范围大。④不易堵塞,能适应多种介质。
    泡罩塔塔板上的主要结构包括旭罩、升气管、溢流管和降液管。泡罩的直径通常为80一1.50M(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1.25一L5倍。泡罩塔板上的力气管出n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,对其操作的影响也小。泡罩塔可以在气、液负荷变化较大的范围内正常操作,并保持一定的板效率。
    泡罩的结构形式有圆形和梢形两类,团泡罩又包括标准圆泡罩、薄形圆泡罩、扁泡罩、伞形泡罩、具有导流gI‘片的池罩和旋转泡罩等。我国标准圆泡罩的结构参数如下。
    ①泡罩直径。应用较小直径的泡果,能充分利用鼓泡区的面积,塔板效率较高,但造价较大。根据我国泡罩标准(JBl212-1gg9),泡罩公称直径有o/J80、DNIoo和0JV150三种规格,通常根据塔径大小选择。当塔径小于1.2m时,多选用DN80的泡罩;当塔径为1.2-3.om时,可选用DNloo的泡罩;当塔径越过3.om时,可选用DNl50的泡罩。
    ⑦齿缝。齿缝有矩形、梯形和三角形三种,常用的为矩形齿缝,三角形齿缝较少采用。
    梯形齿缝的操作弹性比矩形齿缝的大。齿缝宽度为3-15mm,常用的为4-6mm,较窄的齿缝对传质效率有利,但加工资用比较高。齿缝高度为20一40mm。齿缝高度饺小时,处理能力比较小;齿缝高度较大时,压降较大。前者泡罩的强度较好,齿缝不易变形;后者超负荷能力较大。
    ③泡罩底隙。泡罩底隙系指泡罩底部与塔板的间隙。泡罩底隙较大时,液面梯度较小;底隙较小时,液体流动阻力较大,且易积聚沉淀物。泡罩底隙一般在5-40mm范围内,对于清洁物料可取较小值,对于存在沉淀物的物系宜取较大值。我国泡罩标准中,选取泡理应隙为10mm。
    ④升气管。为使气体流经泡罩的阻力较小,通常使泡罩内的环形面积略大于升气管6t面积,另气管上部的回转回积略大于环形面积。以此根据泡罩直径决定升气管的直径,并确定升气管顶至泡罩内顶的垂直距离。此外,还应考虑使升气管顶高山齿缝顶lo一12mm,U免液体进入升气管。
    ⑤泡罩排列。泡罩在塔板上通常按正三角形排列,以充分利用塔板上的有效面积,并使气、液接触良好。泡罩的中心距‘为泡罩直径D的1.25-1.5倍,并使泡罩之间的间隙为25-75mm,以保持良好的气、液接触状态。在开孔区内,每个泡罩所占的开孔区面积为A=o.866‘z;若塔板上的泡掣数为n,则塔板上的开孔区面积为人=0.866Mfz。
    此外,泡罩塔如果培盘设计欠妥或操作不当,会出现以下不正常现象,从而使塔板效率下降德国循环经济理论
    ,甚至破坏操作。①锥流。当液体流量很小或液封高度不够时,从齿缝出来的气体,能推开液体,掠过液面直接上升,以致气、液接触不良。②脉动。当气体流量很小、不能以连续鼓泡的形式通过液层时酸雾废气塔,必然是逐渐积蓄气体,使塔盘下方的气压逐渐升高,当增加到足够的数值后,才能通过齿缝鼓泡逸出。而当流过若干气泡后,气压下降,就停止鼓袍。再等到上升至一定压力后,才能里新鼓泡。即气体的流动过程表现为气体脉动鼓泡。③偏流和倾流。当液体流显过大和气体流量过小时,塔盘上液面落差大,使气流分布不均,称为偏流;情况严重时,液体从升气管溢流而下,称为倾流。这种现象多出现在大塔中。④过量的雾抹夹带。气体速度过高时,被夹带到上一塔盘的液量超过了允许值,称为过量的雾沫夹带。⑤液泛。部分液体未能通过降液管流下,被拦截在塔板上,泡沫层高度充满板间距,以致无法操作,称为液泛(或沈塔)。造成液泛的原因有:板间距太小;降液管面积太小;气、液流量太大,超过了设计限度。
    泡罩塔的结构比较复杂其他类型的塔低。
    2.浮阀塔
    20世纪50年代起,浮阀塔已大量用于工业生产,以完成加压、常压、减压下的精馏浮阀塔具有以下优点:①处理能力大。俘闹的页径比泅罩小,椽培被上qJ排刘得且紧凑,因此其生产能力提高20%一40%。②操作弹性大。浮阀可在一定范围内自由升降以适应气量的变化,而气缝速度几乎不变,因此能在较宽的流量范围内保持高效率。它的操作弹性为3-5倍,比筛板和舌形塔板大得多。③塔板效率高。由于气、液接触状态良好,且气体以水平方向吹入液层,故雾沫夹带较少,因此塔板效率较高,一般情况下比泡罩塔高约15%*④压力降小。气流通过浮阀时,只有一次收缩、扩大和转弯,因此干板压力降比泡罩塔低。但此塔的缺点是国阀片活动,在使用过程中有可能松脱或被卡住,造成该网孔处气、液通过状况异常。
    3.筛板塔
    筛板塔也是很早出现的一种板式培。筛板塔结构如图4-16。筛板塔盘上分为筛孔区、无7L区、溢流堰及降液管等几部分。筛孔7L径为3-8mM,按正三角形排列,孔间距与孔径之比为2‘5-5。液体从上一层塔盘的降液管流下,横向流过塔盘,经溢流管流人下一层塔盘,依靠溢流堰保持培盘上的液层高度。气体自下而上穿过筛孔时,分做成气泡,在穿过板上液层时,进行气、液间的传热和传质。
    筛板塔塔世分为溢流式和穿流式两类。溢流式塔盘有降液管,塔盘上的液层高度可通过改变溢流堰高度调节,故操作弹性较大,且能保证一定的效率。近年来,发展了大孔筛板(孔径达20一25mm)、导向筛板等多种筛板塔。
    筛板塔盘的特点如下:①结构简单,制造维修方便。②生产能力较大。②塔板压力降较低。④塔板效率较高,但比浮阀塔盘稍低。⑤合理设计的筛板塔可具有适当的操作弹性。⑧小7L径筛板易堵塞,故不宜处理脏的、熟性大的和带有固体粒子的料液。
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