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概论1

第一节 塔器的产生和发展1

一、塔器的概念及其产生1

二、气液传质对塔器的要求1

三、塔器的发展2

第二节 塔器的分类与选择3

一、塔器的分类3

二、板式塔和填料塔的比较5

三、塔型的选择6

第三节 塔板的流体力学和传质性能9

一、塔板的流体力学性能9

二、塔板的传质性能14

第四节 填料的流体力学和传质性能21

一、填料的流体力学性能21

二、填料的传质性能23

第五节 塔器技术的发展26

一、塔器设计技术的发展26

二、塔器硬件技术的发展30

三、塔器节能技术33

四、故障诊断技术37

主要符号说明41

参考文献43

第一篇 板式塔47

第一章 板式塔基础47

第一节 板式塔的一些共性问题48

一、板式塔分类48

二、板式塔的性能指标及其相互关系49

三、描述塔板操作性能的典型变量51

四、塔板上的操作及传质过程53

第二节 板式塔流体力学性能及操作限制55

一、主要塔板流体力学参数56

二、降液管及其流体力学性能70

三、塔设备的操作限制及分析77

第三节 塔板上传质89

一、塔板效率89

二、影响塔板的传质因素92

三、点效率94

四、板效率与点效率的关系99

第四节 板式塔应用基础研究及模型化104

一、塔板上两相流动状态及其转变规律104

二、接触状态转变机理及转相点的关联113

三、两相流接触状态与塔板设计123

第五节 塔设备研究中的测试技术125

一、流体力学状态参数的测试125

二、塔内气流速度分布和板上液流速度分布的测试132

三、气液两相流密度的测试136

四、两相流传质的测试152

主要符号说明159

参考文献160

第二章 泡罩型塔板166

第一节 概述166

一、泡罩塔的特点与发展166

二、泡罩塔板的结构和气液接触状况166

第二节 泡罩塔板的设计169

一、塔板工艺设计的要求和内容170

二、塔板设计的工艺条件171

三、塔板的设计和计算171

第三节 泡罩塔板效率的估算188

一、泡罩塔效率估算的三种方法188

二、AIChE法求算全塔效率189

第四节 塔板的负荷性能图191

一、塔板负荷性能图的意义191

二、泡罩塔板负荷性能图的构成191

第五节 S形塔板193

一、概述193

二、S形塔板的设计和计算195

第六节 扁平与伞形泡罩塔板200

一、扁平泡罩塔板的结构与性能200

二、伞形泡罩塔板的结构与性能201

三、扁平泡罩与伞形泡罩塔板的计算202

第七节 其他形式的泡罩塔板204

一、条形泡罩塔板204

二、槽式泡罩塔板204

三、具有Ⅱ形挡板的泡罩塔板206

四、具有导流叶片的泡罩207

五、旋转泡罩207

六、开孔泡罩塔板208

七、长泡罩塔板209

主要符号说明210

参考文献213

第三章 筛孔型塔板216

第一节 概述216

一、筛板的发展概况216

二、筛板性能的评价216

第二节 筛板的特征结构、结构参数和负荷性能图217

一、筛板特征结构217

二、筛板结构参数220

三、筛板负荷性能图223

第三节 筛板气液两相流动接触状态225

一、研究概况225

二、HMP流态226

三、HZ流态232

四、关于气液流态研究的几点看法234

第四节 筛板流体力学性能236

一、板压降236

二、漏液240

三、雾沫夹带244

四、泡沫层高度247

五、液面落差248

六、堰上液头249

七、降液管性能250

第五节 筛板传质性能252

一、板效率模型253

二、各因素影响板效率的规律259

第六节 导向筛板267

一、概述267

二、导向筛板的结构及特点268

三、导向筛板的流体力学性能269

四、导向筛板的传质性能270

五、导向筛板的设计270

六、导向筛板的应用271

第七节 多降液管筛板272

一、概述272

二、MD筛板272

三、DJ塔板279

四、其他各种多降液管塔板简介284

主要符号说明286

参考文献292

第四章 浮阀型塔板299

第一节 概述299

一、浮阀塔的发展概况299

二、浮阀塔板的分类、基本结构参数和布置300

三、浮阀塔板的性能304

第二节 圆盘形浮阀塔板307

一、圆盘形浮阀塔板的分类和浮阀的结构307

二、圆盘形浮阀塔板的性能314

三、圆盘形浮阀塔板的设计计算318

第三节 条形浮阀塔板336

一、条形浮阀塔板简述336

二、条形浮阀塔板的结构、操作性能337

三、条形浮阀塔板的工程应用357

四、条形浮阀塔板的计算360

第四节 其他形式的浮阀塔板365

一、阀式喷射塔板365

二、锥心浮阀塔板366

三、百叶窗式浮阀塔板368

四、浮阀筛孔混合塔板371

五、管式浮阀塔板374

六、环形浮阀塔板376

七、双层浮阀塔板378

八、小阀塔板380

第五节 固定阀塔板382

一、V形栅板383

二、Triton塔板383

三、Provalve塔板384

四、Bi-Frac塔板385

第六节 浮阀塔板基础研究的进展385

一、浮阀塔板泄漏速率的通用模型386

二、不均匀漏液对精馏塔板效率的影响390

三、浮阀塔板的操作流动状态396

四、考虑到塔板上两相流态的效率模型400

主要符号说明415

参考文献418

第五章 斜喷型塔板420

第一节 概述420

第二节 舌形塔板421

一、结构与性能422

二、水力学计算423

三、设计方法427

四、带垂直挡板的舌形塔板429

五、设有纵向挡板的舌形塔板432

六、其他构型的舌形塔板432

第三节 浮动舌形塔板434

一、浮动舌片的构型434

二、浮舌塔板的设计方法435

三、浮舌塔板的改进型442

第四节 网孔塔板446

一、概述446

二、结构与性能447

三、操作范围448

四、水力学计算450

五、结构设计451

六、双溢流网孔塔板454

七、计算步骤456

八、谢依曼（Шейман）塔板460

九、网孔类塔板的继续研究461

第五节 斜孔塔板463

一、结构型式464

二、实验研究466

三、水力学计算469

四、结构设计470

五、工业应用474

主要符号说明477

参考文献480

第六章 立体传质塔板482

第一节 概述482

第二节 立体传质塔板的流体力学性能482

一、结构、操作原理与技术特性482

二、流体力学试验研究484

三、设计方法487

第三节 立体传质塔板传质性能研究489

一、传质模型489

二、板间空间立体传质研究490

第四节 立体传质塔板工程应用举例491

一、精馏操作应用实例492

二、吸收操作应用实例493

三、增湿与传热操作应用实例493

第五节 喷嘴孔立体传质塔板494

一、流体力学性能495

二、塔板传质效率496

第六节 宝塔罩型立体传质塔板（BTC Tray）496

一、BTC Tray的结构及操作状况496

二、BTC Tray流体力学性能497

三、塔板传质效率497

第七节 立体连续传质塔板（LLC Tray）497

一、LLC Tray结构及操作状况497

二、LLC Tray的性能498

主要符号说明498

参考文献499

第七章 无溢流型塔板501

第一节 概述501

第二节 无溢流塔板的流体力学性能502

一、无溢流塔板的操作性能简述502

二、塔板压降503

三、载点、泛点和适宜的操作区域508

四、塔板上的泡沫高度511

第三节 无溢流塔板的操作效率和传质性能513

一、塔板效率513

二、无溢流塔板的传质数据关联516

第四节 无溢流塔板的设计计算518

一、无溢流塔板设计中一些参数的决定518

二、无溢流塔板的设计计算方法520

第五节 无溢流筛孔型塔板522

一、穿流式波纹筛板522

二、穿流式双孔径筛板524

第六节 无溢流浮阀型塔板525

一、条形浮阀穿流塔板525

二、圆形浮阀穿流筛板塔528

三、柱形浮阀穿流塔板529

第七节 混合塔板532

一、升举穿流塔板532

二、浮动筛板穿流塔541

三、非均匀开孔率穿流筛板543

四、带有降液装置的泡罩544

结束语545

主要符号说明547

参考文献549

第八章 复合塔板551

第一节 概述551

第二节 T/P型复合塔板551

一、概况551

二、结构和特点552

三、流体力学性能552

四、传质性能554

五、工业应用556

第三节 其他形式的复合塔板557

一、填料置于筛板上的复合塔板——P/T复合塔板557

二、多降液管筛板与填料组合的复合塔板560

三、并流喷射式复合塔板561

主要符号说明563

参考文献564

第九章 并流塔板565

第一节 Coflo并流塔板565

一、Colflo塔板的操作原理565

二、设计模型570

三、Trutna塔板的展望573

第二节 Parastillation塔板573

一、Jenkins效应573

二、网孔型液体并流塔板的研究576

三、常规浮阀筛孔型并流塔板577

四、关于Parastillation塔工业应用的前景分析578

第三节 其他并流塔板579

一、气体并流塔板——CSE塔板579

二、液体并流塔板——Slit A型塔板582

主要符号说明584

参考文献585

第十章 高速塔586

第一节 概述586

第二节 旋流板塔586

一、板-管结构的塔板586

二、板-锥结构的塔板591

三、旋流塔板的传热、传质和负荷性能592

四、旋流塔板的工业应用和近期进展593

五、喷旋塔595

六、叶片式旋流塔板在前苏联的研究情况596

第三节 波型挡板塔598

一、波型挡板塔盘的结构及工作原理598

二、波型挡板塔盘的性能598

三、波型挡板塔的特点600

四、波型挡板塔的工业应用600

五、结束语601

第四节 旋转板塔601

主要符号说明602

参考文献604

第二篇 填料塔607

第一章 填料塔基础607

第一节 概述607

一、填料塔技术概况607

二、塔填料及塔内件609

三、填料塔研究进展613

四、填料塔综合性能评价614

第二节 填料塔理论基础616

一、填料塔传质过程616

二、填料塔流体力学624

第三节 填料塔工程设计628

一、填料塔设计要点628

二、填料塔的操作与控制634

三、常见故障诊断与处理638

第四节 填料塔测试技术639

一、传质性能测试639

二、流体力学性能测试645

三、非金属填料理化性能测试646

主要符号说明648

参考文献649

第二章 颗粒型填料652

第一节 概述652

第二节 环形填料655

一、拉西环（Raschig Ring）填料655

二、开孔环形填料660

三、短环形填料673

四、对称环形填料684

第三节 鞍形填料688

一、弧鞍形（Berl Saddle）填料688

二、矩鞍形（Intalox Saddle）填料691

三、改进矩鞍（Super Intalox）填料698

四、异鞍填料702

第四节 环鞍形填料704

一、金属英特洛克斯填料705

二、金属环矩鞍填料712

三、金属双弧填料714

四、半环形填料715

第五节 球形填料719

一、多面球填料719

二、薄壁空心球填料720

三、TRI球形填料721

第六节 其他类型填料722

一、海尔环（Heilex）填料722

二、花环填料725

三、茵派克（IMPAC）填料726

第七节 高效填料与多管塔727

一、高效填料727

二、高效填料塔730

三、多管高效填料塔732

主要符号说明734

参考文献735

第三章 规整填料739

第一节 概述739

一、填料塔的开发应用概况739

二、规整填料的发展与分类740

第二节 金属板波纹填料741

一、金属板波纹填料742

二、压延刺孔板波纹填料754

三、其他金属板波纹填料758

第三节 非金属板波纹填料770

一、塑料板波纹填料771

二、陶瓷板波纹填料775

三、玻璃波纹填料782

第四节 网波纹填料785

一、金属丝网波纹填料786

二、金属网孔（板网）波纹填料798

三、塑料丝网波纹填料803

四、碳纤维波纹填料807

第五节 栅格填料810

一、格里奇栅格填料811

二、网孔栅格填料814

三、苏尔寿栅格填料816

四、蜂窝（FG）型栅格填料817

五、其他栅格填料820

第六节 其他规整填料820

一、优流填料820

二、脉冲填料822

三、古德洛填料（Goodloe）824

四、板花填料825

五、康-泰（Kon-Tane）派克填料825

第七节 组合式规整填料829

一、复合填料、分层复合填料829

二、复合板网填料830

三、组合填料（Composite Packing）834

第八节 规整填料的工业应用834

一、精细化工中的应用834

二、石油化工中的应用840

三、常减压炼油装置中的应用845

四、化肥工业中的应用848

五、环保工业中的应用857

六、节能中的应用860

七、其他应用864

八、国外规整填料应用概况871

第九节 规整填料塔总评875

一、波纹填料汇总875

二、栅格规整填料汇总877

三、规整填料塔分离技术的发展878

主要符号说明880

参考文献882

第四章 填料塔内件886

第一节 液体分布器886

一、基础知识886

二、管式液体分布器896

三、盘式液体分布器903

四、槽式液体分布器912

五、特殊要求液体分布器919

第二节 填料塔气体分布装置928

一、气流在填料床内的均布过程及其影响因素929

二、填料塔的气体分布装置930

三、气体分布装置的选择和设计要点937

第三节 液（气）体再分布器939

一、各种类型液体再分布器939

二、液体收集器942

三、选用和设计要点944

第四节 填料支承板和填料床层固定装置946

一、填料支承板946

二、填料床层固定装置952

第五节 除雾器954

一、撞击式除雾器956

二、其他除雾器966

三、除雾器的选择和组合966

主要符号说明969

参考文献971

第三篇 节能与分离传质新技术977

第一章 精馏系统的节能技术977

第一节 概述977

一、能源的构成及节能潜力977

二、化学工业的能耗及节能980

三、炼油工业的能耗及节能983

第二节 精馏系统的节能985

一、精馏的应用及发展985

二、精馏系统的能耗988

三、精馏系统的节能989

四、精馏系统节能基本途径分析993

第三节 节能原理及分析方法994

一、节能的热力学原理994

二、节能分析方法998

第四节 精馏过程的热量回收利用1003

一、精馏过程的显热回收1003

二、精馏过程的潜热回收1007

三、加强保温隔热以减少精馏过程的热散失1008

第五节 减少精馏过程本身对能量的需求1015

一、精馏塔操作过程的改进1015

二、优化精馏塔的控制系统1022

三、采用符合节能要求的高效精馏塔型1038

第六节 降低精馏过程能耗的途径1042

一、采用热泵精馏节能技术1042

二、采用多效精馏节能技术1048

三、增设中间再沸器和冷凝器精馏节能技术1051

四、采用附加回流及蒸发精馏节能技术1055

五、采用热耦精馏节能技术1056

第七节 精馏全过程系统的能量优化综合1057

一、全过程系统节能的意义1057

二、过程系统节能——夹点技术1058

三、精馏系统在整个过程系统中的热集成1062

参考文献1073

第二章 分离传质新技术1074

第一节 多个过程的集成化技术1074

一、萃取精馏和共沸精馏1074

二、复合蒸馏技术1080

三、膜过程和蒸馏的集成1093

四、组合蒸馏技术1110

第二节 内部热交换蒸馏技术（HIDiC）1121

一、逐板内部换热蒸馏塔1121

二、内部换热填料蒸馏塔1123

三、板翅换热器式蒸馏塔1126

第三节 超重力工程技术1128

一、概述1128

二、超重力设备的研制1129

三、超重力设备研究的新进展1132

四、超重力工程技术发展前景1137

参考文献1137

第三章 橇装炼油装置技术1141

第一节 概述1141

第二节 国外橇装炼油装置发展简况1141

第三节 国外橇装炼油装置技术介绍1142

一、Hower-Baker公司技术1142

二、Riley-Baird公司技术1144

三、Val Verde公司技术1145

四、旋转填料床传质机（RBP-ICI Higee Distillation Unit）1146

第四节 应用橇装炼油装置的经济效益评估1147

第五节 结语1147

参考文献1147

附录1149