泡罩型塔板

*早的泡罩型塔板是1813年由Cellier提出來(lái)的，但是大規(guī)模應(yīng)用還是在20世紀(jì)。泡罩塔由于其特殊的結(jié)構(gòu)，塔板上基本沒(méi)有漏液，塔板具有操作彈性和生產(chǎn)能力大，傳質(zhì)效率高，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，而且具有氣體通過(guò)塔板的壓降大，塔板上液體動(dòng)阻力大，安裝維修繁瑣。

1. 圓形泡罩塔板

傳統(tǒng)圓形泡罩的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由升氣管、泡罩和固定裝置組成。泡罩的周邊開(kāi)有齒縫，從升氣管上升的氣流經(jīng)過(guò)泡罩時(shí)改變方向，并經(jīng)齒縫分散成細(xì)小氣泡進(jìn)人液層，以促進(jìn)氣液接觸，增加流體湍動(dòng)程度，從而達(dá)到強(qiáng)化氣液傳質(zhì)的目的。

2. S形泡罩塔板

針對(duì)圓形泡罩塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，每塊塔板上排布的泡罩?jǐn)?shù)量多，安裝檢修都很麻煩等問(wèn)題，1950年，Socony Mobil oil Company設(shè)計(jì)了S形泡罩塔板，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

S形泡罩塔板主要由結(jié)構(gòu)剛性很強(qiáng)的S形元件互相交聯(lián)構(gòu)成，在交聯(lián)過(guò)程中形成泡罩和升氣管。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工、安裝和維修都比傳統(tǒng)圓形泡罩簡(jiǎn)單。S形泡罩升氣管的面積比值較常用的泡罩塔板大，**鼓泡面積能占到塔板截面積的80%，生產(chǎn)能力比圓形泡罩塔板大10%~20%，操作彈性能達(dá)到6~8。S形泡罩塔板減小了圓形泡罩塔板上孔間距對(duì)塔板上**傳質(zhì)空間的浪費(fèi)，**地利用了塔板上的鼓泡空間，在減少塔板造價(jià)的同時(shí)，提高了塔板的通量，汽油穩(wěn)定塔、碳?xì)浠衔锏姆蛛x塔、氣體吸收塔、原油分餾塔、焦化產(chǎn)品的分離塔等塔中應(yīng)用效果良好，適宜于常壓和高壓條件下高液相負(fù)荷操作的大型塔器。

3. 扁平泡罩和傘形泡罩塔板

傳統(tǒng)泡罩壓降高的一個(gè)重要原因是升氣管上緣比泡罩齒縫下緣高很多。氣體通過(guò)升氣管上升后又折返下來(lái)通過(guò)液層，造成了很大的壓降。為了克服這個(gè)問(wèn)題，扁平泡罩塔板應(yīng)運(yùn)而生。扁平泡罩塔板的三種結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。扁平泡罩的升氣管很短，其上緣低于泡罩齒縫下緣，并且呈喇叭形，使氣體減少反轉(zhuǎn)流動(dòng)，塔板的壓降明顯降低。同時(shí)由于其流動(dòng)空間的優(yōu)化，抗堵能力進(jìn)一步增強(qiáng)。


扁平泡罩的升氣管和泡罩邊緣是垂直的，升氣管上升氣體在泡罩頂上形成渦流，流動(dòng)阻力依然比較大。因此，人們對(duì)扁平泡罩的升氣孔和泡罩壁進(jìn)行改進(jìn)，得到了傘形泡罩塔板，又稱ACV塔板，結(jié)構(gòu)如圖5所示。傘形泡罩塔板使泡罩和升氣管的側(cè)壁都成45°傾斜，這樣比相同直徑的垂直側(cè)壁的泡罩塔板有了更大的齒縫通道面積，且泡內(nèi)渦流明顯減少，流道的改善使得壓降明顯降低。

4. 條形和槽式泡罩塔板

在大塔中使用普通泡罩塔板時(shí)，每層塔板上需要的泡罩?jǐn)?shù)量是非常大的，這給安裝和檢修帶來(lái)了很大的麻煩。為了克服這個(gè)問(wèn)題，人們借鑒S形泡罩塔板的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了條形泡罩塔板和槽式泡罩塔板。槽式泡罩塔板的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。槽式泡罩塔板將原來(lái)單個(gè)的圓形泡罩改為兩種不同寬度的U形槽。寬槽間隔布置于塔板上，水平部分形成板上液體流動(dòng)空間，垂直的槽壁與相鄰U形槽的槽壁組成升氣管，窄的U形槽覆蓋在升氣管上，兩端封閉，形成泡罩。

條形和槽型泡罩塔板，既保持了泡罩塔板的各種優(yōu)點(diǎn)，又增大了板上開(kāi)孔面積，壓降、造價(jià)降低，加工安裝更加方便。

5. 具有導(dǎo)流葉片的泡罩塔板

在扁平泡罩塔板的升氣管上設(shè)置切線方向?qū)Я魅~片，使氣流沿著導(dǎo)流葉片進(jìn)入液層，就形成了具有導(dǎo)流葉片的泡罩塔板，如圖7所示。氣流的旋轉(zhuǎn)使得氣液接觸更加充分，而且產(chǎn)生的離心力使夾帶的液滴得到分離，提高了板效率，減少了霧沫夾帶。

6. 旋轉(zhuǎn)泡罩塔板

帶有導(dǎo)流葉片的泡罩塔板的導(dǎo)流裝置設(shè)在升氣孔上，而旋轉(zhuǎn)泡罩塔板的導(dǎo)流葉片設(shè)置在齒縫上。如圖8所示，泡罩是可以隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng)和上下浮動(dòng)的，因此這種泡罩塔板可視為介于泡罩和浮閥之間的塔板形式。

葉片的旋轉(zhuǎn)、攪拌作用能夠?qū)怏w和液層切碎，能夠顯著強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過(guò)程。同時(shí)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使得液滴大部分在水平方向運(yùn)動(dòng)，降低了霧沫夾帶，而且，旋轉(zhuǎn)作用消除了塔板上的死區(qū)。泡罩能夠隨著氣體負(fù)荷的變化進(jìn)行升降，增大了塔板的操作彈性，但旋轉(zhuǎn)泡罩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。