《化工原理》第八章氣體吸收

1、8.7.1 塔填料 第八章 氣體吸收8.7 填料塔 一、填料的類型 二、填料的性能及其評價 三、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塔徑填料公稱直徑三、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)

2、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，應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質(zhì)以及設備投資、操作費用等方面綜合考慮。 三、填料的選擇 8.7.1 塔填料 第八章 氣體吸收8.7 填料塔 8.7.2 填料塔的流體力學性能與操作特性一、填料塔的流體力學性能 填料層的持液量是指在一定操作的條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積。 持液量總持液量 Ht動持液量 Ho靜持液量 Hs1.填料層的持液量 HtHo Hs填料液體/33mm分析 Ht填料層壓降傳質(zhì)效率生產(chǎn)能力填料層的壓降形成v 液膜與填料表面的摩擦v 液膜與上升氣體的摩擦u 一定L L 一定u填料塔的流體力學性能分

3、析 PPPZP /u單位高度填料層壓降一、填料塔的流體力學性能2.填料層的壓降 填料層的P u關系液泛區(qū)載液區(qū)恒持液量區(qū)泛點載點二、填料塔的操作特性 氣液兩相的均勻分布是填料塔設計與操作中十分重要的問題。 氣液分布初始分布動態(tài)分布1.填料塔內(nèi)的氣液分布 進塔的氣液兩相通過分布裝置所進行的強制分布。 在一定的操作條件下，氣液兩相在填料層內(nèi)，依靠自身性質(zhì)與流動狀態(tài)所進行的隨機分布。 2.液體噴淋密度與填料表面的潤濕 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。qULV,3600m3/(m2h) 液體體積流量，m3/s 填料塔的截面積，m2二、填料塔的操作特性（1）液體噴淋密度 LVq,(2

4、)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。UmintWaLUminmin)(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)驗值二、填料塔的操作特性min)(WL 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 uF二、填料塔的操作特性3.液泛(1)填料塔的液泛現(xiàn)象 uF影響液泛的因素填料特性流體物性LLV液氣比分析 uFuFuFuF二、填

5、料塔的操作特性VmLmqq,(2)影響液泛的因素 (3)泛點率100Fuu散裝填料50規(guī)整填料6085%95%二、填料塔的操作特性 為保證填料塔正常操作，其操作氣速應低于泛點氣速，操作氣速與泛點氣速的比值稱為泛點率。 安全系數(shù)uFu(4)泛點氣速的計算二、填料塔的操作特性 貝恩霍根關聯(lián)式 8/14/1,2 . 032)()()(lgLVVmLmLLVtFqqKAaguA、K 關聯(lián)式常數(shù)，由表 8-9 查出。 ?？颂?Eckert)通用關聯(lián)圖 散裝填料的泛點氣速可用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖計算。?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖5 . 0,)(LVVmLmqq橫坐標縱坐標5 . 02)(LLVFFguLO2H泛點填料因子

6、UbaFlglg二、填料塔的操作特性a、b 關聯(lián)式常數(shù)，由有關手冊查出。 為了工程計算方便，將散裝填料的泛點填料因子進行歸納整理，得到與液體噴淋密度無關的泛點填料因子平均值，部分散裝填料的泛點填料因子平均值見表 8-10。 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。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二、填料塔的操作特性4.填料塔的返混8.7.1 塔填料 第八章 氣體吸收8.7 填料塔 8.7.2 填料塔的流體力學性能與操作特性8.

7、7.3 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，有偏向塔壁流動的現(xiàn)象壁流。壁流導致填料層內(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

8、層內(nèi)設置液體再分布裝置。 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 課外資料：國內(nèi)常用的填料手冊1. 李錫源等. 新型工業(yè)塔填料應用手冊散裝填 料部分. 西安: 化學工業(yè)部第六設計院,19892. 劉乃鴻等. 工業(yè)塔新型規(guī)整填料應用手冊. 天 津: 天津大學出版社,19933. 王樹楹等. 現(xiàn)代填料塔技術指南.北京:中國石 化出版社,19984. 徐崇嗣等. 塔填料產(chǎn)品及技術手冊.北京:化學 工業(yè)出版社,1995練 習 題 目思考題作業(yè)題: 151.填料塔的流體力學性能包括哪些方面，對填料 塔的傳質(zhì)過程有何影響？ 2.填料塔有哪些操作特性？3.最小液體噴淋密度表示何種意義？4.泛點率（安全系數(shù)）表示何種意義？v氣體在液體中的溶解度 學 習 指 導本章重點掌握的內(nèi)容v亨利定律 v吸