汽液傳質(zhì)設(shè)備

1、第八章 汽液傳質(zhì)設(shè)備本 章 學(xué) 習(xí) 要 求1熟練掌握的內(nèi)容板式塔內(nèi)氣液流動方式；板式塔塔板上氣液兩相非理想流動；板式塔的不正常操作，全塔效率和單板效率；板式塔塔高和塔徑的計算；填料塔內(nèi)流體力學(xué)特性；氣體通過填料層的壓降；泛點(diǎn)氣速的計算；填料塔塔徑的計算。2理解的內(nèi)容板式塔的主要類型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，板式塔塔板上氣液兩相接觸狀況；篩板塔溢流裝置的設(shè)計及踏板板面布置；篩板塔塔板校核；篩板塔負(fù)荷性能圖的繪制及其作用；填料塔的結(jié)構(gòu)；填料及其特性。3了解的內(nèi)容氣液傳質(zhì)設(shè)備類型與基本要求；填料塔的附件；板式塔與填料塔的比較。§8.1 氣液傳質(zhì)設(shè)備類型與基本要求塔設(shè)備是化工、石油等工業(yè)中廣泛使用的重要生

2、產(chǎn)設(shè)備。塔設(shè)備的基本功能在于提供氣、液兩相以充分接觸的機(jī)會，使熱、質(zhì)兩種傳遞過程能夠迅速有效地進(jìn)行；還能使接觸之后的氣、液兩相及時分開，互不夾帶。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，塔設(shè)備可分為板式塔與填料塔兩大類。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時多采用板式塔，而當(dāng)處理量較小時多采用填料塔。蒸餾操作的規(guī)模往往較大，所需塔徑常達(dá)一米以上，故采用板式塔較多；吸收操作的規(guī)模一般較小，故采用填料塔較多。氣液傳質(zhì)設(shè)備的性能通常由以下幾個要素表示：1塔設(shè)備的生產(chǎn)能力或通過能力要大：指單位時間單位塔截面積上的處理量或氣液流量。2傳質(zhì)效率要高：板式塔的傳質(zhì)效率通常用塔板效率來衡量，即實(shí)際塔板與理論塔板分離能力之比；

3、填料塔的傳質(zhì)效率通常用傳質(zhì)單元高度，即完成一個傳質(zhì)單元所需要的填料層高度來表示。3流體阻力要小：指氣體通過每層塔板或每米填料層高度的壓降。4塔設(shè)備的操作彈性要大：指最大氣速負(fù)荷與最小氣速負(fù)荷之比，其值的大小表明塔對負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。5塔的結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資少、操作成本低、安裝及維修方便。§8.2 板式塔板式塔內(nèi)沿塔高裝有若干層塔板(或稱塔盤)，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底，并在各塊板面上形成流動的液層；氣體則靠壓強(qiáng)差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。工業(yè)上常用的板式塔有：篩板塔、泡罩塔、浮閥塔、穿流柵孔

4、板塔等。8.2.1 篩板塔的結(jié)構(gòu)及其作用1.篩孔：有效傳質(zhì)區(qū)內(nèi)，常按正三角形排列篩孔直徑 d0 : 3 8 mm (一般)，12 25 mm (大篩孔)孔中心距 t : (2.55) d0 取整。開孔率: 通常為 0.08 0.12。板厚：碳鋼（3 4mm）、不銹鋼2.溢流堰作用：維持塔板上一定液層，使液體均勻橫向流過。 型式：平直堰、溢流輔堰、三角形齒堰及柵欄堰。主要尺寸堰高 hW：直接影響塔板上液層厚度過小，相際傳質(zhì)面積過??； 過大，塔板阻力大，效率低。常、加壓塔：40 80 mm ； 減壓塔：25 mm 左右。 堰長 lW ：影響液層高度。堰上方液頭高度 hOW ： 要求3.降液管 降液

5、管：弓形、圓形。降液管截面積：Af由Ad/AT = 0.06 0.12 確定；底隙 hb ：通常在 30 40 mm。4.塔板上液流的的安排依據(jù)：塔徑 、流量； 型式：單流型、U 形流型、雙流型、階梯流型等。8.2.2 塔板上氣液流動和接觸狀況1.塔板上氣液兩相接觸狀況塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩相流流體力學(xué)及傳質(zhì)和傳熱規(guī)律的重要因素。如圖所示，當(dāng)液體流量一定時，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)四種不同的接觸狀態(tài)。 （1）鼓泡接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)穩(wěn)定的氣泡表面泡沫接觸狀態(tài)更新的液膜表面噴射接觸狀態(tài)更新的液滴表面當(dāng)氣速較低時，氣體以鼓泡形式通過液層。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液

6、體為主，氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。（2）泡沫接觸狀態(tài) 當(dāng)氣速繼續(xù)增加，氣泡數(shù)量急劇增加，氣泡不斷發(fā)生碰撞和破裂，此時板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小，擾動十分劇烈的動態(tài)泡沫，在板上只能看到較薄的一層液體。由于泡沫接觸狀態(tài)的表面積大，并不斷更新，為兩相傳熱與傳質(zhì)提供了良好的條件，是一種較好的接觸狀態(tài)。（3）噴射接觸狀態(tài)當(dāng)氣速繼續(xù)增加，由于氣體動能很大，把板上的液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。此時塔板上的氣體為連續(xù)相，液體為分散相，兩相傳質(zhì)的面積是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分

7、散，這種液滴的反復(fù)形成和聚集，使傳質(zhì)面積大大增加，而且表面不斷更新，有利于傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行，也是一種較好的接觸狀態(tài)。如上所述，泡沫接觸狀態(tài)和噴射狀態(tài)均是優(yōu)良的塔板接觸狀態(tài)。因噴射接觸狀態(tài)的氣速高于泡沫接觸狀態(tài)，故噴射接觸狀態(tài)有較大的生產(chǎn)能力，但噴射狀態(tài)液沫夾帶較多，若控制不好，會破壞傳質(zhì)過程，所以多數(shù)塔均控制在泡沫接觸狀態(tài)下工作。2.塔板上氣液兩相的非理想流動（1）返混現(xiàn)象與主流方向相反的流動稱為返混現(xiàn)象。液沫夾帶：氣體鼓泡通過板上液層時，將部分液體分散成液滴，而部分液滴被上升氣流帶入上層塔板。氣泡夾帶：液體在降液管中停留時間太短，大量氣泡被液體卷進(jìn)下層塔板。原因：液體在降液管中停留時間過短，氣

8、泡來不及解脫，而被液體卷入下層塔板。（2）氣體和液體的不均勻分布?xì)怏w沿塔板的不均勻分布：液面有落差和液層波動，引起氣體分布不均勻；液層厚，阻力大，汽速??；液層薄，阻力小，汽速大。液體沿塔板的不均勻分布圓形塔截面，液體在橫穿塔板時在不同部位具有不同的流動行程。（3）漏液若設(shè)計不當(dāng)或操作時參數(shù)失調(diào)，輕則會引起板效率大降低，重則會出現(xiàn)一些不正?，F(xiàn)象使塔無法工作。漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經(jīng)降液管流下，而是從閥孔直接漏下。原因：氣速較小時，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進(jìn)行傳熱、

9、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。氣體分布均勻與否，取決于板上各處阻力均等否。氣體穿過塔板的阻力由干板阻力和液層阻力兩部分組成。當(dāng)板上結(jié)構(gòu)均勻、各處干板阻力相等時，板上液層阻力即液層厚度的均勻程度將直接影響氣體的分布。3. 板式塔的不正常操作（1）液泛液體進(jìn)塔量大于出塔量，結(jié)果使塔內(nèi)不斷積液，直至塔內(nèi)充滿液體，破壞塔內(nèi)正常操作，稱為液泛。液泛包括：降液管液泛、夾帶液泛。降液管液泛（溢流液泛）原因：由降液管通過液體能力不夠而引起液量過大。夾帶液泛原因：由液沫夾帶引起 汽速過大。開始發(fā)生液泛時的氣速稱之為液泛氣速 。綜上所述，造成液泛的原因主要是液量過大、板壓降過大（即氣量過大）或降液管堵塞。（2）嚴(yán)重

10、漏液當(dāng)氣體孔速過小或氣體分布不均勻時，使有的篩孔無氣體通過，從而造成液體短路，大量液體由篩孔漏下。產(chǎn)生原因：氣量過小 ；或塔板開孔率大。8.2.3 全塔效率與單板效率1. 全塔效率（總板效率）E0 全塔效率為理論板數(shù)與實(shí)際板數(shù)之比注：根據(jù)理論板數(shù)和總板效率求實(shí)際塔板數(shù)，實(shí)際塔板數(shù)應(yīng)當(dāng)圓整。2、單板效率（默弗里Murphree板效率） 氣相單板效率： 液相單板效率： 注意：塔板傳質(zhì)速率的影響因素歸入塔板效率，使精餾計算大大簡化方便，只需由相平衡方程與操作線方程求理論板數(shù)，再由總板效率求實(shí)際塔板數(shù)； 塔板效率與汽液相的物性：密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)、表面張力、揮發(fā)度等，操作參數(shù)：溫度、壓力、流量，塔板

11、結(jié)構(gòu)：開孔率、孔徑大小、分布形式、孔結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)；使得板效率無法理論計算，通常由實(shí)驗(yàn)測定塔板效率；總板效率、單板效率之間定義不同，它們并不相等，即使全塔各板的單板效率相同，總板效率也不等于單板效率； 8.2.4 板式塔設(shè)計1. 塔高的計算式中：Z：塔的有效段高度，m； NP：實(shí)際塔板數(shù)； HT：板間距，m；2. 塔徑的計算 式中：D：塔徑，m； Vg：塔內(nèi)氣體的體積流量，m3/s； u：氣體的空塔速度，m/s；3. 塔板負(fù)荷性能圖確定了塔板的工藝尺寸，還要進(jìn)一步揭示該塔板的操作性能，即求出維持該塔板正常操作所允許的氣液負(fù)荷波動，這個范圍通常以塔板負(fù)荷性能圖的形式表示，在以VS，LS分別為縱橫

12、軸的直角坐標(biāo)系中，標(biāo)繪出各種不正常流體力學(xué)條件下的VSLS關(guān)系曲線，在以這些曲線為界的范圍之內(nèi)，才是塔的適宜操作區(qū)。（1）氣液流量的流體力學(xué)上下限漏液線（氣相負(fù)荷下限線）操作時防止塔板發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象所允許的最小氣體負(fù)荷。塔板漏液與閥孔氣速直接相關(guān)，故可用其大小作為判據(jù)。液體流量下限線亦稱降液管超負(fù)荷線，此線表明液體流量大小應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)停留時間的起碼條件。依上式求得液相負(fù)荷上限LS的數(shù)值（常數(shù)），據(jù)此作出液相負(fù)荷上限線。液流量上限線也稱氣泡夾帶線，由液體在降液管中所需的最小停留時間決定。過量液沫夾帶線（氣相負(fù)荷上限線）液沫夾帶上限線表示霧沫夾帶量eV<0.1kg（液）/kg（氣）

13、時的VSLS關(guān)系，塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線以下，否則將因過多的液沫夾帶而使效率下降。此線可根據(jù)下式作出，即：  液泛線（淹塔線）此線表示降液管內(nèi)泡沫層高度超過最大允許值時的VSLS關(guān)系，塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在此線以下，否則將可能發(fā)生液泛現(xiàn)象，破壞塔的正常操作。（2）塔板工作線或?qū)嶋H負(fù)荷線在負(fù)荷性能圖上有五條線所包圍的陰影區(qū)域，應(yīng)是塔四用于出力指定物系時的適宜操作區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，塔四上的流體力學(xué)狀態(tài)是正常的，但區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的板效率并不完全相同。如果塔的預(yù)定氣液負(fù)荷的設(shè)計點(diǎn)P能落在該區(qū)域內(nèi)的適中位置，則可望獲得良好的操作效果，如果操作電緊靠某一條標(biāo)界線，則當(dāng)負(fù)荷稍有變動便會使效率急劇下降，

14、甚至破壞塔的操作。塔板的操作彈性：上、下操作極限點(diǎn)的氣體流量之比。對一定結(jié)構(gòu)尺寸的塔板，采用不同氣液比時控制塔的操作彈性與生產(chǎn)能力的因素均可能不同。塔板的設(shè)計點(diǎn)應(yīng)落在負(fù)荷性能圖的適中位置，使塔具有相當(dāng)?shù)目关?fù)荷波動的能力，保證塔的良好穩(wěn)定操作。8.2.5 其他類型塔板簡述1.泡罩塔板優(yōu)點(diǎn)：塔板操作彈性大，塔效率也比較高，不易堵。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，塔板阻力大但生產(chǎn)能力不大。 2.浮閥塔板優(yōu)點(diǎn)：浮閥根據(jù)氣體流量，自動調(diào)節(jié)開度，提高了塔板的操作彈性、降低塔板的壓降，同時具有較高塔板效率，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)：浮閥易脫落或損壞。3.垂直篩板優(yōu)點(diǎn)：清夜層薄，壓降低，液沫夾帶小，板效率高，

15、操作彈性高，適用范圍較廣。缺點(diǎn)：低氣量時漏液嚴(yán)重。4.無溢流塔板（穿流塔板）優(yōu)點(diǎn)：塔板上清夜層低，壓降??；缺點(diǎn)：操作彈性小，板效率低，使用不普遍。§8.3 填料塔填料塔內(nèi)裝有各種形式的固體填充物，即填料。液相由塔頂噴淋裝置分布于填料層上，靠重力作用沿填料表面流下；氣相則在壓強(qiáng)差推動下穿過填料的間隙，由塔的一端流向另一端。氣、液在填料的潤濕表面上進(jìn)行接觸，其組成沿塔高連續(xù)地變化。8.3.1 填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性1. 填料塔的結(jié)構(gòu)塔體：一般取為圓筒形，可由金屬、塑料或陶瓷制成，金屬筒體內(nèi)壁常襯以防腐材料。 填料：大致可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類，是傳熱和傳質(zhì)的場所。塔內(nèi)件：包括填料支

16、承與壓緊裝置、液體與氣體分布器、液體再分布器以及氣體除沫器等。操作原理：液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流動，并與在壓強(qiáng)差推動下穿過填料空隙的氣體相互接觸，發(fā)生傳熱和傳質(zhì)。 2. 填料及其特性（1）填料特性填料塔的核心，是氣液兩相接觸進(jìn)行質(zhì)、熱傳遞的場所。填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能與填料的材質(zhì)、大小和幾何形狀緊密相關(guān)，材質(zhì)一定時，表征填料特性的數(shù)據(jù)主要有：比表面積a：單位體積填料層所具有的表面積(m2/m3)。被液體潤濕的填料表面就是氣液兩相的接觸面。大的 a 和良好的潤濕性能有利于傳質(zhì)速率的提高。對同種填料，填料尺寸越小，a 越大，但氣體流動的阻力也要增加?？?/p>

17、隙率e：單位體積填料所具有的空隙體積(m3/m3)。代表的是氣液兩相流動的通道，e 大，氣、液通過的能力大，氣體流動的阻力小。 e = 0.450.95。填料因子f：填料比表面積與空隙率三次方的比值(1/m)，a/e3，表示填料的流體力學(xué)性能，值越小，流動阻力越小。有干填料因子與濕填料因子之分。堆積密度 rp ：單位體積填料的質(zhì)量(kg/m3)。在機(jī)械強(qiáng)度允許的條件下，填料壁要盡量薄，以減小填料的堆積密度，從而既可降低成本又可增加空隙率。機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性好以及價格低廉等也是優(yōu)良填料應(yīng)盡量兼有的性質(zhì)。注意：一些難以定量表達(dá)的因素(幾何形狀)對填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能也有重要的影響。新型填料

18、的開發(fā)一般是改進(jìn)填料幾何形狀使之更為合理，從而獲得高的填料效率。 （2）常用填料常用的填料可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。散裝填料在塔內(nèi)可亂堆，也可以整砌。 拉西環(huán)填料最早使用的一種填料，為高徑比相等的陶瓷和金屬等制成的空心圓環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：易于制造，價格低廉，且對它的研究較為充分，所以在過去較長的時間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)：高徑比大，堆積時填料間易形成線接觸，故液體常存在嚴(yán)重的溝流和壁流現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤濕率較低，因而傳質(zhì)速率也不高。鮑爾環(huán)填料在環(huán)的側(cè)壁上開一層或兩層長方形小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的葉片。上下兩層長方形小孔位置交錯。同尺寸的鮑爾環(huán)與拉西環(huán)雖有相同的比表

19、面積和空隙率，但鮑爾環(huán)在其側(cè)壁上的小孔可供氣液流通，使環(huán)的內(nèi)壁面得以充分利用。比之拉西環(huán)，鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率較高，溝流現(xiàn)象也大大降低。鮑爾環(huán)填料的優(yōu)良性能使它一直為工業(yè)所重視，應(yīng)用十分廣泛。可由陶瓷、金屬或塑料制成。階梯環(huán)填料階梯環(huán)填料的結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯 45°的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約10%，壓降則可降低25%，且由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由

20、于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用?；“靶吞盍弦环N表面全部展開的具有馬鞍形狀的瓷質(zhì)型填料 (馬鞍填料)?；“疤盍显谒?nèi)呈相互搭接狀態(tài)，形成弧形氣體通道。優(yōu)點(diǎn)：空隙率高，氣體阻力小，液體分布性能較好，填料性能優(yōu)于拉西環(huán)。缺點(diǎn)：相鄰填料易相互套疊，使填料有效表面降低，從而影響傳質(zhì)速率。矩鞍形填料矩鞍填料的兩端為矩形，且填料兩面大小不等?？朔嘶“疤盍舷嗷ブ丿B的缺點(diǎn)，填料的均勻性得到改善。液體分布均勻，氣液傳質(zhì)速率得到提高。瓷矩鞍填料是目前采用最多的一種瓷質(zhì)填料。金屬環(huán)矩鞍形填料有環(huán)形與鞍形的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)能力大、壓降低、液體分布性能好、傳質(zhì)速率高及操作彈性大，在減壓蒸餾中其優(yōu)勢更

21、為顯著。波紋填料優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絲細(xì)密，空隙很高，比表面積很大。由于毛細(xì)管作用，填料表面潤濕性能很好。故網(wǎng)體填料氣體阻力小，傳質(zhì)速率高。缺點(diǎn)：造價很高，故多用于實(shí)驗(yàn)室中難分離物系的分離。 8.3.2 填料塔的流體力學(xué)特性填料塔的流體力學(xué)特性包括：壓降、液泛氣速、持液量及氣液兩相流體的分布等1.氣體通過填料層的壓降載液區(qū)高液量低液量CCBBAAL=0L1L2lg ulg Dp載點(diǎn)氣速液泛氣速當(dāng)液體自塔頂向下借重力在填料表面作膜狀流動時,膜內(nèi)平均流速決定于流動的阻力。而此阻力來自于液膜與填料表面,及液膜與上升氣流之間的摩擦液膜厚度不僅取決于液體流量,而且與氣體流量有關(guān)。圖為不同液體噴淋量下取得的填料層壓力

22、降與空塔氣速的雙對數(shù)關(guān)系線。線A：氣體通過干填料層時，壓力降與空塔氣速的關(guān)系，為直線-恒持液量區(qū)線B：有液體噴淋，液體量小載液區(qū)線C：有液體噴淋，液體量大-液泛區(qū)u較低（點(diǎn)L以下）:線與A線大致平行。u大于uL以后：線斜率增大,上升氣流開始阻礙液體順利下流。u大于uF以后：P與u成垂直關(guān)系,表明上升氣體足以阻止液體下流，于是液體填料層充滿填料層空隙，氣體只能鼓泡上升,隨之液體被氣流帶出塔頂,發(fā)生液泛。載點(diǎn)（L點(diǎn)）：空塔氣速u增大到uL以后，氣速以使上升氣流與下降液體間摩擦力開始阻礙液體順利下流,使填料表面持液量增多，戰(zhàn)去更多空隙，氣體實(shí)際速度與空塔氣速的比值顯著提高，故壓力降比以前增加的快，這

23、種現(xiàn)象稱載液，L點(diǎn)稱載點(diǎn)。泛點(diǎn)F：u增大到uF以后P與u成垂直關(guān)系，表明上升氣體足以阻止液體下流，于是液體填料層充滿填料層空隙，氣體只能鼓泡上升，隨之液體被氣流帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被完全破壞，這種現(xiàn)象稱液泛，F(xiàn)點(diǎn)稱為泛點(diǎn)。目前一般認(rèn)為填料塔的正常操作狀態(tài)只到泛點(diǎn)為止。吸收操作中,需知壓力降以確定動力消耗；精餾操作中,需知壓力降以確定釜壓。目前多用?？颂氐耐ㄓ脠D而重新繪制的填料層壓降和填料塔泛點(diǎn)的通用關(guān)聯(lián)圖求DP。2. 泛點(diǎn)氣速的計算用下圖計算（1）先求橫坐標(biāo)；（2）過橫坐標(biāo)點(diǎn)作垂線,交泛點(diǎn)線得泛點(diǎn)縱坐標(biāo)；（3）由泛點(diǎn)縱坐標(biāo)求泛點(diǎn)氣速。Ø 為防止液泛發(fā)生，最大操作氣速應(yīng) &

24、lt; 95%泛點(diǎn)氣速，設(shè)計點(diǎn)的氣速通常取泛點(diǎn)氣速的50%80%。故正確估算泛點(diǎn)氣速對填料塔的設(shè)計和操作都十分重要。Ø 填料的種類，物系的物性以及氣、液相負(fù)荷等因素對泛點(diǎn)都有一定的影響。泛點(diǎn)氣速的估算式通常仍是借助于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得的各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖。Ø 對于散裝填料，目前廣泛采用?？颂?Eckert)壓降和氣速通用關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)曲線。Ø 規(guī)整填料有類似的泛點(diǎn)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖，可參考有關(guān)文獻(xiàn)。Ø 根據(jù)兩相流動參數(shù)即可由?？颂?Eckert)關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)線查縱坐標(biāo)值，若填料因子已知，即可求得泛點(diǎn)氣速。 3. 持液量填料的持液量：操作時單位體積填料在表面和空隙

25、中所積存的液體體積量。由靜持液量和動持液量兩部分組成。動持液量：停止氣液兩相進(jìn)料后從填料中排放出來的液體。與填料特性，物性及氣液兩相流量有關(guān)。靜持液量：液體排放完后仍保留在填料層內(nèi)的那部分液體。與填料表面積，表面特征及潤濕性有關(guān)。持液量對填料的壓降、氣液通量以及分離效率均有影響。液體在填料層中的停留時間與持液量成正比，故熱敏性物系分離不宜采用持液量大的填料。對間歇蒸餾不宜采用持液量大的填料。填料塔穩(wěn)定操作時持液量越小，靈敏度越高。理想的操作：大傳質(zhì)表面，較小持液量。 8.3.3 塔徑的計算塔徑取決于氣體的體積流量和適宜的空塔氣速，填料塔的直徑可根據(jù)圓形管道內(nèi)的流量公式計算。式中：Vs 操作條件

26、下氣體體積流量，m3/s； u 操作條件下的空塔氣速，m/s ；一般取 u = (0.50.8) uf 。對一定氣體負(fù)荷，塔徑計算關(guān)鍵在于空塔泛點(diǎn)氣速的求取。當(dāng)缺乏實(shí)測數(shù)據(jù)時，泛點(diǎn)氣速 uf 可用埃克特(Eckert)壓降關(guān)聯(lián)圖估算。一般填料塔的操作氣速大致在 0.21.0 m/s。按上式算出的塔徑，應(yīng)按壓力容器公稱直徑進(jìn)行圓整，如圓整為600、800、1000、1200 mm 等。8.3.4 填料塔的附件主要包括：填料支承裝置、液體分布及再分布裝置、氣體進(jìn)口分布裝置及出口除沫裝置等。附屬結(jié)構(gòu)的選型、設(shè)計、安裝是否正確合理，對填料塔的操作和傳質(zhì)分離效果都會有直接影響，應(yīng)給予足夠的重視。 1. 填料支承板用以支承填料的部件。它應(yīng)具有：(1) 足夠的機(jī)械強(qiáng)度以承受設(shè)計載荷量，支承板的設(shè)計載荷主要包括填料的重量和液泛狀態(tài)