陈敏恒 化工原理课件 第十章.pptVIP

* 第10章 气液传质设备 基本上分为：逐级接触式(如板式塔) 微分接触式(如填料塔) 10.1 板式塔 10.1.1 概述 一、板式塔的设计意图 （1）使汽液两相在塔板上充分接触，减少传质 阻力 （2）总体上使两相保持逆流流动，在塔板上使 两相呈均匀的错流接触，以获得最大传 质推动力 二、筛板塔的构造 （1）筛孔 塔板上气体通道，Φ3~8mm （2）溢流堰 板塔上液层高度很大程度上由堰高决定 （3）降液管 液体自上层塔板流至下层塔板的通道 注意： 10.1.2 筛板上的汽液接触状态 （1）鼓泡接触状态 传质表面：气泡表面（湍动程度很低）； 传质阻力较大 （2）泡沫接触状态 传质表面：不断更新的液膜表面； 传质阻力较小 （3）喷射接触状态 传质表面：不断更新的液滴表面； 传质阻力较小 实际应用中，两相接触一般为（2）、（3） 10.1.3 气体通过筛板的阻力损失 气体通过筛孔及板上液层时，必有阻力，由此造成塔板上下空间对应位置上的压强差称为板压强降。 板压降由干板压降和液层压降组成 注意： 低气速时，液层压降占主导地位 高气速时，干板压降占主导地位 10.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动 一、空间上的反向流动 （1）液沫夹带 与液体主流方向相反，属返混，对传质不利。 两种机理：小液滴是由于气流的裹挟； 大液滴起因于弹溅作用。 液沫夹带与板间距有关，板间距↓，夹带量↑ （2）气泡夹带 a 与气体主流方向相反，对传质不利； b 降低了降液管内泡沫层平均密度，使降液管的通过能力减小，严重时会破坏塔正常操作 为避免气泡夹带 a 靠近溢流堰一狭长区域上不开孔 b 液体在降液管内应有足够的停留时间 二、空间上的不均匀流动 （1）气体沿塔板的不均匀流动 由液面落差造成；对传质不利。 （2）液体沿塔板的不均匀流动 当液体流量较低时，该现象尤为严重； 对传质不利。 10.1.5 不正常操作现象 （1）夹带液泛 同样气速下, e’↑, 使L+e’↑, 液层厚度↑ e’ ↑ ↑, 形成恶性循环 （2）溢流液泛 降液管通过能力的限制 （3）漏液 严重漏液会使板上不能积液 1.5 效率的各种表示方法 ①点效率 与两相接触状态有关 ②默弗里板效率 与点效率、板上流动情况有关 ③湿板效率 考虑板间eV 正常操作漏液可忽略 例精馏段： 表观气相浓度 表观操作线 湿板效率 测定方法：全回流 ， ④全塔效率 塔效率≠板效率 10.1.7 塔板的负荷性能图 ⑴过量液沫夹带线 eV=0.1kg液/kg干气 ⑵漏液线 ⑶溢流液泛线 ⑷液量下限线 ⑸液量上限线 10.2 填料塔 10.2.1 填料塔的结构及填料特征 一、填料塔的结构 二、填料特性的评价 ①比表面 ②空隙率 ③填料的几何形状 优良填料还要满足： 制造容易，造价低廉，耐腐蚀，机械强度 三、几种常用的填料 填料层堆放方式： ①乱堆填料：有液体均布能力， 有液体向壁偏流现象，要有再分布器 ②整砌填料：无液体均布能力， 无偏流现象，要有严格的预分布器 10.2.2 气液两相在填料层内的流动 一、液体在填料层内的流动 （1）液体成膜条件 （2）填料塔内液膜表面的更新 （3）填料塔内的液体分布 二、气体在填料层内的流动 近似于流体在颗粒层内的流动 但气体在填料层内的流动一般处于湍流状态 三、气液两相流动的交互影响 载点----气液两相流动的交互影响开始变得显著 泛点----气量微小增加而造成持液量大大增加， Δp直线上升 * * *