陈敏恒_化工原理课件_第十章nullnull 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null...
nullnull 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nullnull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:null10.1.2 筛板上的汽液接触状态
(1)鼓泡接触状态
传质
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)
null10.1.3 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null10.1.4 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null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。null 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
null1.5 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:null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
null10.1.7 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
null10.2 填料塔
10.2.1 填料塔的结构及填料特征
一、填料塔的结构 null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nullnull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
null10.2.2 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null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null四、填料塔的操作范围
(1)等板高度
分离效果相当于一块理论板的填料层高度
显然,等板高度小,填料分离性能好。null(2)填料塔的操作范围
A区:两相湍动程度差,传质速率小,
大
B区:两相交互作用,湍动剧烈,强化传质,
C区:进入泛点,传质恶化,null10.2.3 填料塔与板式塔的比较
①操作范围
填料塔范围小,尤其是液量范围小
②物料适应性
填料塔不宜处理含固体的物料,适宜于易起泡、腐蚀性、热敏性物料
③中间换热或出料
板式塔方便
④压降
填料塔压降小,易真空操作
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