板式塔类型：浮阀塔与筛板塔的设计比较及优越性分析

气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，本书暂且介绍板式塔设计。

板式塔为逐级接触型气—液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气—液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813 年) 、筛板塔( 1832 年) ，其后，特别是在20 世纪50 年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S 形板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛，因此，本章只讨论浮阀塔与筛板塔的设计。

(一)筛板塔

1．筛板塔的优点

筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点如下:

(1) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60%，为浮阀塔的80%左右。

(2) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10% ～15%。

(3) 塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。

(4) 压降较低，每板压力比泡罩塔低30%左右。

2．筛板塔的缺点

筛板塔的主要缺点如下:

(1) 塔板安装的水平度要求较高，否则气、液接触不匀。

(2) 操作弹性较小(2 ～3) 。(www.xing528.com)

(3) 小孔筛板容易堵塞。

(二)浮阀塔

浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理黏稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径为200 ～6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。

浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点:

(1) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20% ～40%，而接近于筛板塔。

(2) 操作弹性大，一般为5 ～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。

(3) 塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。

(4) 压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400 ～660N/m2。

(5) 液面梯度小。

(6) 使用周期长。黏度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。

(7) 结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60% ～80%，为筛板塔的120% ～130%。

本书虽未包括其他塔板的设计资料，但其设计的基本方法与浮阀塔和筛板塔是相同的。学生在设计时，可以根据具体条件进行板塔的选型，而不限于选用上述两种塔板。