關于篩板塔板、浮閥塔板和泡罩塔板的選用

一、板式塔塔盤的形式及特點

板式塔是化工生產中廣泛采用的一種傳質設備，板式塔的塔盤結構是決定塔特性的關鍵，常用塔盤有泡罩形、浮閥形、篩板形、舌形及浮動噴射形等。下面討論常用塔盤結構及特點。

1.泡罩塔盤

泡罩塔盤是工業上應用zui早的塔盤之一。在塔盤板上開許多圓孔，每個孔上焊接一個短管，稱為升氣管，管上再罩一個“帽子“，稱為泡罩，泡罩周圍開有許多條形空孔。工作時，液體由上層塔盤經降液管流入下層塔盤，然后橫向流過塔盤板、流入再下一層塔盤；氣體從下一層塔盤上升進入升氣管，通過環行通道再經泡罩的條形孔流散到液體中。泡罩塔盤具有如下特點。

（1）氣、液兩相接觸充分，傳質面積大，因此塔盤效率高。（2）操作彈性大，在負荷變動較大時，仍能保持較高的效率。（3）具有較高的生產能力，適用于大型生產。（4）不易堵塞，介質適用范圍廣。（5）結構復雜、造價高，安裝維護麻煩；氣相壓降較大，但若在常或加壓下操作，這并不是主要問題。

2.浮閥塔盤

浮閥塔盤是在塔盤板上開許多圓孔，每一個孔上裝一個帶三條腿可上下浮動的閥。浮閥是保證氣液接觸的元件，浮閥的形式主要有F-1型、V-4型、A型和十字架型等，zui常用的是F-1型。

F-1型浮閥有輕重兩種，輕閥厚1.5mm、重25g，閥輕慣性小，振動頻率高，關閥時滯后嚴重，在低氣速下有嚴重漏液，宜用在處理量大并要求壓降小（如減壓蒸餾）的場合。重閥厚2mm、重33g，關閉迅速，需較高氣速才能吹開，故可以減少漏液、增加效率，但壓降稍大些，一般采用重閥。

  操作時氣流自下而上吹起浮閥，從浮閥周邊水平地吹入塔盤上的液層；液體由上層塔盤經降液管流入下層塔盤，再橫流過塔盤與氣相接觸傳質后，經溢流堰入降液管，流入下一層塔盤。綜上所述，盤式浮閥塔盤具有如下特點。（1）處理量較大，比泡罩塔提高20～40%，這是因為氣流水平噴出，減少了霧沫夾帶，以及浮閥塔盤可以具有較大的開孔率的緣故。（2）操作彈性比泡罩塔要大。（3）分離效率較高，比泡罩塔高15%左右。因為塔盤上沒有復雜的障礙物，所以液面落差小，塔盤上的氣流比較均勻。（4）壓降較低，因為氣體通道比泡罩塔簡單得多，因此可用于減壓蒸餾。（5）塔盤的結構較簡單，易于制造。（6）浮閥塔不宜用于易結垢、結焦的介質系統，因垢和焦會妨礙浮閥起落的靈活性。

3.篩板塔盤

篩板塔盤是在塔盤板上開許多小孔，操作時液體從上層塔盤的降液管流入，橫向流過篩板后，越過溢流堰經降液管導入下層塔盤；氣體則自下而上穿過篩孔，分散成氣泡通過液層，在此過程中進行傳質、傳熱。由于通過篩孔的氣體有動能，故一般情況下液體不會從篩孔大量泄漏。篩板塔盤的結構及氣、液接觸情況。篩板塔盤的小孔直徑是一個重要參數，小則氣流分布較均勻，操作較穩定，但加工困難，容易堵塞。目前工業篩板塔常用孔徑為3～8mm。篩板開孔的面積總和與開孔區面積之比稱為開孔率，是另一個重要參數。在同樣的空塔速度下，開孔率大則孔速小，易產生漏液，降低效率，但霧沫夾帶也減少；開孔率過小，塔盤阻力大，易造成大的霧沫夾帶和液泛，限制塔的生產能力。通常開孔率在5～15%。篩孔一般按正三角形排列，孔間距與孔徑之比通常為2.5～5。

篩板塔具有如下的特點。

（1）結構簡單，制造方便，便于檢修，成本低。（2）塔盤壓降小。（3）處理量大，可比泡罩塔提高20~40%。（4）塔盤效率比泡罩塔提高15%，但比浮閥塔盤稍低。（5）彈性較小，篩孔容易堵塞。

4.舌形和浮舌塔盤

舌形塔盤是在塔盤板上沖有一系列舌孔，舌片與塔盤板呈一定傾角。氣流通過舌孔時，利用氣體噴射作用，將液相分散成液滴和流束而進行傳質，并推動液相通過塔盤。舌孔與塔盤板的傾角一般有18º、20º和25º三種，通常是20º，舌孔常用25×25mm和50×50mm兩種，舌孔按三角形排列。

舌形塔盤具有結構簡單、安裝檢修方便 ，處理能力大，壓力降小，霧沫夾帶少等優點，但由于舌孔的傾角是固定的，在低負荷下操作時易產生漏液現象，故操作彈性較小。浮舌塔盤是結合浮閥塔和舌形塔的優點而發展出起來的一種塔盤，其結構如圖6-8所示。將舌形塔的固定舌片改成浮動舌片而成，與浮閥塔類似，隨氣體負荷改變，浮舌可以上下浮動，調節氣流通道面積，從而保證適宜的縫隙氣速，強化氣液傳質，減少或消除漏液。當浮舌開啟后，又與舌形塔盤相同，氣液并流，利用氣相的噴射作用將液相分散進行傳質。浮舌塔盤具有如下特點。（１）具有大的操作彈性，操作穩定。在保證較高效率條件下，它的負荷變化范圍甚至可超過浮閥塔。（２）具有較大的氣液相的處理能力，壓降又小，特別適宜于減壓蒸餾。（３）結構簡單，制作方便。但舌片易損壞。（４）效率較高，介于浮閥與舌形塔板之間，效率隨氣速變化比浮閥稍大。

除以上常用塔盤外，還有網孔塔盤、穿流塔盤等。