水洗塔设计开题报告(2)
2.2 筛板塔应用的意义
筛板塔之所以能够获得如此广泛的应用， 除了因为它的结构简单、造价低廉这一引人注目的优点之外， 还由于近一、二十年来，对筛板的研究有了重大改进。同时随着筛板塔应用的日益广泛，积累了丰富的实际经验，已使筛板设计的可靠性大为提高。特别应该指出的是，实验研究和工业实践都证明，筛板塔操作范围狭小，难于使用的看法不过是一种误解。因为从两相能够文持正常流动以传质、传热这一角度来看，塔的操作范围的下限可以认为是泄漏点，上限是液泛点或产生的允许压降为△Pmax时的蒸汽速度。就筛板塔而言，欲文持塔板上能够存有一定的液体，所需的蒸汽速度是比较大的，就是操作范围的下限是较高的。但由于筛板塔气体通路简单，储液层较低，压降较小，因此达到上限的蒸汽速度也相应提高[2]。实验证明，改变开孔率可以调整下限， 变化板间距又可影响上限。因此只要设计得合理，筛板塔可以得到不低于泡帽塔的操作范围。当蒸汽负荷在25-100% 的范围内变化，筛板均能文持高效[3]。
3 国内外水洗塔设计的研究进展与主要成果
3.1 国内外水洗塔的研究进展与主要成果
用作分离各种物料的塔，按气液接触构件可分三类，即填料塔、板式塔和特种接触塔。工厂中又以板式塔占多数，其中浮阀塔和筛板塔则是目前最常用的两种板式塔。据报道，在各种板式塔中，在日本，浮阀塔占50 % ，筛板塔占25 %，其他板型占25% ；在欧美，筛板塔占60 %，浮阀塔占20-30%， 其他板型占10一2 0%。在我国，各种板式塔的使用情况尚无统计资料，但以近十年新建的而言，则多数为浮阀塔，预期随着对筛板塔性能研究的深入，工业应用经验的积累以及设计方法的成熟，筛板塔的应用将会日趋广泛[3]。
近十多年来，由于大孔筛板(孔径10-25毫米)的工业化应用，筛板塔的使用更为广泛。天孔筛板塔不仅具有筛板塔的优良性能，而且由于它孔径大，制作方便，造价更低，又不易堵塞，故对一些存在固体粒子的物料系统尤为优越[4]。例如，青岛化工厂的氯丁二烯蒸馏塔，在改造为大孔筛板塔后，已基本上不发生因聚合物堵塞而被迫停车的现象；燕山石化总公司从国外引进的各套装置中， 几乎都有大孔筛板塔，在对二甲苯生产装置中， 从大孔筛板塔几年来的操作情况看，都能满足生产要求。
目前国外塔板使用的概况大致是: 在西欧和美国等资本主义国家中，筛板塔占全部塔设备的60%，浮阀塔占20 ~ 30 % ，圆泡帽及其它形式塔板占10 一20 %。在日本浮阀塔占了50 %，筛板塔占2 5 % ，圆泡帽及其它占25 %。总的看来， 筛板塔在资本主义国家全部塔设备中占有颇为突出的位置5]。
3.2 筛板塔的结构特点和工作过程
筛板塔是在塔内按一定的高度放置一块块筛板而成。筛板上冲制有很多按等边三角形排列的小孔，小孔直径一般在0.8-1.2mm之间，孔距约3.25mm。其结构如图3-2所示[6]。筛板塔结构简单，塔板效率高。但稳定性差，气流速度不能作较大范围的变动（若速度过小、液体会从小孔中滴下。若速度过大，可能会把液体吹向上块塔板，影响精馏），小孔易被带进塔内的硅胶或分子筛粉末和固体二氧化碳堵塞，并要求塔板严格保持水平。筛板塔在国内外空分设备中已被广泛应用。
图3.1 筛板塔
1-筛板 2-挡板 3-溢流管 4-筛孔 5-塔体 6-内筒
蒸气自下而上穿过各层筛板上的小孔（筛孔），并从液体层中通过，液体自上而下在筛板上沿一定方向经溢流管逐层下流。塔板上设有挡板，使液体在塔板上保持一定的液面。由于气体上升时具有一定的速度，托持着筛板上的液体，使它不能从筛孔中滴下[7]。气体从筛孔中通过时，以气泡的形式穿过液体层，与液体进行热量和质量的交换。气体被冷却，其中高沸点组分氧被冷凝留在液体中。液体被加热，低沸点组分氮大量蒸发，随气体上升，从而逐步地把空气分离成氧、氮。