填料塔吸收塔课件.pptVIP

〖说明〗操作中有部分填料表面不被润湿，以致比表面积中只有某个分率的面积才是润湿面积。据资料介绍，填料真正润湿的表面积只占全部填料表面积的20～50%。有的部位填料表面虽然润湿，但液流不畅，液体有某种程度的停滞现象。这种停滞的液体与气体接触时间长，气液趋于平衡态，在塔内几乎不构成有效传质区。为此，须把比表面积与有效的传质比表面积加以区分。第29页，共70页，星期日，2025年，2月5日（2）空隙率ε：单位体积填料层具有的空隙体积，m3/m3。值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高为宜。重要指标。对于乱堆填料，当塔径与填料尺寸之比大于8时，因每个填料在塔内的方位是随机的，填料层的均匀性较好，这时填料层可视为各向同性，填料层的空隙率就是填料层内任一横截面的空隙截面分率。第30页，共70页，星期日，2025年，2月5日（3）填料因子φ：比表面积与空隙率三次方的比值，α/ε3称为干填料因子，1/m，它反映特定结构和尺寸填料的综合流体力学性能。当填料被液体润湿后，a与ε均发生相应的变化，此时的α/ε3称为湿填料因子，表示实际操作时填料的流体力学特性，其值由实验测定。填料因子值小表示流动阻力小，液泛速度可以提高。：第31页，共70页，星期日，2025年，2月5日（4）堆积密度ρp：单位体积填料的质量，以表示，kg/m3。在机械强度允许的条件下，填料壁要尽量薄以减小堆积密度，这样既增大了空隙率又降低成本。第32页，共70页，星期日，2025年，2月5日（5）个数n：单位体积填料层具有的填料个数。根据计算出的塔径与填料层高度，再根据所选填料的n值，即可确定塔内需要的填料数量。一般要求塔径与填料尺寸之比D/d8（此比值在8～15之间为宜），以便气、液分布均匀。若D/d8，在近塔壁处填料层空隙率比填料层中心部位的空隙率明显偏高，会影响气液的均匀分布。若D/d值过大，即填料尺寸偏小，气流阻力增大。第33页，共70页，星期日，2025年，2月5日2.填料的性能评价填料性能的优劣常根据效率、通量及压降三要素衡量。相同条件下，比表面积愈大，气液分布愈均匀，表面的润湿性能愈优良，传质效率愈高；空隙率愈大，则通量愈大，压降也愈低。常用填料综合性能评价见P269表4-5。第34页，共70页，星期日，2025年，2月5日三.填料塔的流体力学性能包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛、填料表面的润湿及返混等。1.填料层的持液量指在一定操作条件下，在单位体积填料层内所积存的液体体积，以(m3液体)/(m3填料)表示。第35页，共70页，星期日，2025年，2月5日持液量分为静持液量Hs、动持液量Ho和总持液量Ht。静持液量是指当填料被充分润湿后，停止气液两相进料，并经排液至无滴液流出时存留于填料层中的液体量，其取决于填料和流体的特性，与气液负荷无关。第36页，共70页，星期日，2025年，2月5日动持液量是指填料塔停止气液两相进料时流出的液体量，它与填料、液体特性及气液负荷有关。总持液量是指在一定操作条件下存留于填料层中的液体总量。显然，总持液量为静持液量和动持液量之和，即第37页，共70页，星期日，2025年，2月5日填料层的持液量可由实验测出，也可由经验公式计算。一般来说，适当的持液量对填料塔操作的稳定性和传质是有益的，但持液量过大，将减少填料层的空隙和气相流通截面，使压降增大，处理能力下降。第38页，共70页，星期日，2025年，2月5日2.填料层的压降在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠重力在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。第39页，共70页，星期日，2025年，2月5日填料层压降与液体喷淋量及气速有关，在一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越大，压降也越大。将不同液体喷淋量下的单位填料层的压降ΔP/Z与空塔气速u的关系标绘在对数坐标纸上，可得到如图示的线群。第40页，共70页，星期日，2025年，2月5日4.2.3填料塔的流体力学性能(续)在图中，直线0表示无液体喷淋（L=0）时，干填料△P/Z～u关系，称为干填料压降线，直线，斜率为1.8～2.0。载点泛点恒持液量区载液区液泛区第41页，共70页，星期日，2025年，2月5日曲线1、2、3表示不同液体喷淋量下，填料层的△P/Z～u关系，称为填料操作压降线，折线，存在两转折点，下转折点称“载点”，上转折点称“泛点”。这两个点将△P/Z～u线群分成三个区段，即恒持液量区、载液区和液泛区。第42页，共70页，星期日，2025年，2月5日①恒持液量区