《化工傳質(zhì)與分離過程》第四章 氣液傳質(zhì)設(shè)備

1、4.2.1 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點第四章 氣液傳質(zhì)設(shè)備4.2 填料塔 4.2.2 填料的類型與性能評價4.2.3 填料塔的流體力學(xué)性能一、填料層的持液量二、填料層的壓降三、液 泛 在泛點氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾?，此時氣體呈氣泡形式通過液層，氣流出現(xiàn)脈動，液體被帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被破壞，此種情況稱為液泛。 液泛時的空塔氣速泛點氣速 uFuF影響液泛的因素填料特性流體物性LLV液氣比wL/wV三、液 泛分析 uFuFuFuF四、液體噴淋密度和填料表面的潤濕 1.液體噴淋密度 單位塔截面積上單位時間內(nèi)噴淋的液體體積液體噴淋密度。LUhm3/(

2、m2h)Lh 液體體積流量，m3/h 填料塔的截面積，m22.最小液體噴淋密度 為保證填料層的充分潤濕，必須保證液體噴淋密度大于某一極限值 最小液體噴淋密度。Uminminmin)(WLULmin四、液體噴淋密度和填料表面的潤濕 最小液體噴淋密度，m3/(m2h)最小噴淋密度計算式 最小潤濕速率，m3/(mh)經(jīng)驗值五、返 混 在填料塔內(nèi)，氣液兩相的逆流并不呈理想的活塞流狀態(tài)，而是存在著不同程度的返混。 造成返混現(xiàn)象原因 返混的影響傳質(zhì)推動力變小，傳質(zhì)效率降低放大效應(yīng)。v 填料層內(nèi)的氣液分布不均v 氣體和液體在填料層內(nèi)的溝流v 氣液的湍流脈動使氣液微團停留時間不一致4.2.1 填料塔的結(jié)構(gòu)與特

3、點第四章 氣液傳質(zhì)設(shè)備4.2 填料塔 4.2.2 填料的類型與性能評價4.2.3 填料塔的流體力學(xué)性能4.2.4 填料塔的內(nèi)件一、 填料支承裝置填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。填料支承裝置類型柵板型 孔管型 駝峰型 二、填料壓緊裝置 填料上方安裝壓緊裝置可防止在氣流的作用下填料床層發(fā)生松動和跳動。 填料壓緊裝置類型柵板型 網(wǎng)板型 三、液體分布裝置 液體分布裝置作用是將進(jìn)塔液體均勻分布，以噴灑在填料層的上方。液體分布裝置類型噴頭式 盤式 管式 槽式 槽盤式 噴頭式液體分布器 盤式液體分布器 管式液體分布器 槽式液體分布器 槽盤式液體分布器 四、液體收集及再分布裝置 液體沿填料層向下流動時，有

4、偏向塔壁流動的現(xiàn)象壁流。壁流導(dǎo)致填料層內(nèi)氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。為減小壁流現(xiàn)象，可間隔一定高度在填料層內(nèi)設(shè)置液體再分布裝置。 液體收集及再分布裝置類型截錐式 斜板式 槽盤式液體分布器 截錐式液體收集及再分布器 斜板式液體收集器 4.2.1 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點第四章 氣液傳質(zhì)設(shè)備4.2 填料塔 4.2.2 填料的類型與性能評價4.2.3 填料塔的流體力學(xué)性能4.2.4 填料塔的內(nèi)件4.2.5 填料塔的設(shè)計一、填料的選擇 1.填料類型的選擇 填料類型的選擇考慮因素 v 填料的傳質(zhì)效率要高v 填料的通量要大v 填料的壓降要低v 填料抗污堵性能強v 填料便于拆裝、檢修2.填料規(guī)格的選擇 散裝填料

5、常用的規(guī)格（公稱直徑） DN16 DN25 DN38 DN50 DN76(1)散裝填料規(guī)格的選擇 填料規(guī)格傳質(zhì)效率填料層壓降選擇原則：D/d 8塔徑填料公稱直徑一、填料的選擇 (2)規(guī)整填料規(guī)格的選擇 規(guī)整填料常用的規(guī)格（比表面積）125 150 250 350 500 700 同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費用也明顯增加。故選用時，應(yīng)從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質(zhì)以及設(shè)備投資、操作費用等方面綜合考慮。 一、填料的選擇 二、填料塔工藝尺寸的計算 1.塔徑的計算 uVDs4操作氣速 u 計算泛點氣速法動能因子法用于散裝填料塔計算用于規(guī)整填料

6、塔計算(1)泛點氣速法液泛氣速 uF操作氣速 u100Fuu泛點率(安全系數(shù))散裝填料50/Fuu規(guī)整填料60/Fuu85%95%二、填料塔工藝尺寸的計算 貝恩霍根關(guān)聯(lián)式 8/14/12 . 032)()()(lgLVVLLLVFWWKAaguA、K 關(guān)聯(lián)式常數(shù)，由有關(guān)手冊查出。 ?？颂?Eckert)通用關(guān)聯(lián)圖 散裝填料的泛點氣速可用埃克特通用關(guān)聯(lián)圖計算。二、填料塔工藝尺寸的計算 埃克特通用關(guān)聯(lián)圖5 . 0)(LVVLWW橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)5 . 02)(LLVguLO2H(2) 動能因子法氣相動能因子 F操作氣速 uVuF氣相動能因子 F的獲得v 查有關(guān)填料手冊v 由實驗測定 二、填料塔工藝尺寸

7、的計算 2.填料層高度的計算 (1)傳質(zhì)單元高度法 ZHNOGOG(2)等板高度法 HETPNZT注意問題v 填料層的分段v 設(shè)計填料層高度 ZZ5 . 13 . 1二、填料塔工藝尺寸的計算 三、填料層壓降的計算 1.散裝填料壓降的計算 由?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算2.規(guī)整填料壓降的計算 v 由壓降關(guān)聯(lián)式計算v 由實驗曲線計算計算方法計算方法5 . 0)(LVVLWW橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)5 . 02)(LLVguLO2H埃克特通用關(guān)聯(lián)圖課外資料：國內(nèi)常用的填料手冊1. 李錫源等. 新型工業(yè)塔填料應(yīng)用手冊散裝填 料部分. 西安: 化學(xué)工業(yè)部第六設(shè)計院,19892. 劉乃鴻等. 工業(yè)塔新型規(guī)整填料應(yīng)用手冊. 天 津: 天津大學(xué)出版社,19933. 王樹楹等. 現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南.北京:中國石 化出版社,19984. 徐崇嗣等. 塔填料產(chǎn)品及技術(shù)手冊.北京:化學(xué) 工業(yè)出版社,1995練 習(xí) 題 目思考題作業(yè)題: 31.填料塔的流體力學(xué)性能包括哪些方面，對填料 塔的傳質(zhì)過程有何影響？ 2.最小液體噴淋密度表示何種意義？3.填