气液传质设备培训教材(PPT 42页).pptVIP

θ环 丝网波纹 板波纹 §11.2 填料塔 （三）填料作用及特性 1、填料作用 （1）提供气液接触面； （2）强化气体湍动，降低气相传质阻力； （3）更新液膜表面，降低液相传质阻力。 2、填料特性 （1）比表面积 a 定义：单位堆积体积所具有的表面积， [m2/m3]、[1/m]。 §11.2 填料塔 （2）空隙率 ε 定义：单位体积填料中所具有的空隙体积 ， [m3/m3]。 （3）干填料因子 a /ε 3与（湿）填料因子 （湿）填料因子 ——液泛条件下测得的 a/ε 3 。 （4）堆积密度 ρP 单位体积填料所具有的质量， [kg/m3]。 §11.2 填料塔 二、填料塔的水力学特性 （一）气体通过填料层的压降 L=0 干填料 L↑，空隙率ε↓，气体流通通道减小，同一气速下，喷淋密度大，压降大。 大 （空塔气速） §11.2 填料塔 1、恒持液量区 L点以上，u大，阻碍液体顺畅下流，持液量增加，此为拦液现象， 出现拦液现象时的气速为载点气速， 超过载点气速后，ΔP∝u2.0 。 载点以下， u小，ΔP∝u1.8?2.0， 基本上与干填料平行。 2、载液区 §11.2 填料塔 载液区为塔的正常操作区 化 工 原 理 一、分类： 板式塔： 填料塔： 逐级接触式，内装塔板， 气液传质在板上液层空间内进行； 连续（微分）接触式，内装填料， 气液传质在填料润湿表面进行。 二、评价塔设备性能的指标 1. 生产能力大； 2. 分离效率高； 3. 阻力小，压降低； 4. 操作弹性大； 5. 满足工业对生产设备的一般要求：结构 简单、造价低、安装维修方便等。 三、塔设备研制开发思路 1. 总体上保证气液两相呈逆流流动 提供最大的传质推动力 2. 每块板上或填料层内保证气液两相充分接触 保证传质充分，尽可能减小传质阻力 3. 提供足够大的气液两相通道 保证大通量、低压降、合适的弹性 §11.1 板式塔 一、板式塔类型、结构、作用及特点： 降液管 平顶型溢流堰 受液区 开孔区 塔板的作用：气液两相传质，传热的场所。 总体上气液呈逆流流动； 每块塔板上呈均匀错流。 §11.1 板式塔 （一）泡罩塔 在工业上最早（1813年）应用的一种塔板， 其主要元件由升气管和泡罩构成 操作示意图 §11.1 板式塔 筛板塔的主要结构： 筛孔 ——提供气体上升的通道； 2. 溢流堰 ——维持塔板上一定高度的液层，以保证在 塔板上气液两相有足够的接触面积； 3. 降液管 ——作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道。 （二）筛板塔 §11.1 板式塔 （三）浮阀塔 工作原理 §11.1 板式塔 阀型：F1型、V型、T型、A型 各种浮阀： §11.1 板式塔 三种塔板的比较: 1. 生产能力： 2. 压降： 3. 操作弹性： 4. 造价： 5. 板效率： 筛板 浮阀 泡罩； 泡罩 浮阀 筛板； 浮阀 泡罩 筛板； 泡罩 浮阀 筛板； 浮阀、筛板相当 泡罩。 （四）喷射型塔板 如：舌形塔板与浮舌塔板 （五）穿流塔板 §11.1 板式塔 二、板式塔的水力学性能 （一）塔板上气液两相的接触状态 §11.1 板式塔 鼓泡状态、蜂窝状态、泡沫状态、喷射状态 1. 鼓泡接触状态 液体——连续相 气体——分散相 两相接触面积： 气泡表面 §11.1 板式塔 2. 泡沫接触状态 液体——连续相 气体——分散相 两相接触面积：不断更新的液膜表面 §11.1 板式塔 气体——连续相 液体——分散相 两相接触面积：不断更新的液滴表面 3. 喷射接触状态 §11.1 板式塔 泡沫状和喷射状均为优良的塔板工作状态 为减小液沫夹带，大多数塔都控制在泡沫接触状态下操作 （二） 气体通过塔板的压力降 气量↑→ ΔHt↑ 液量↑→ ΔHt↑ 板结构：开孔率↑→u0 ↓ → ΔHt ↓ 总压力降：ΔHt=h0+he 干板压降 h0 液层阻力 he 压降由两部分构成 影响因素 一般，常压塔：单板压降40~65mmH2O 减压塔：单板压降10~35mmH2O §11.1 板式塔 液层静压力 液体表面张力 （三）塔板上的液面落差 液面落差△： 塔板进、出口侧的清液高度差 液面