化工單元操作與設備之氣液傳質設備

化工單元操作與設備之氣液傳質設備第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)氣液傳質設備類型與基本要求

逐級接觸式：板式塔塔內氣液傳質情況情況連續(xù)接觸式：填料塔逆流操作優(yōu)點：傳質推動力大；第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月對氣液傳質設備性能的要求：1、生產能力和生產強度大；2、傳質效率高；3、流體阻力小；4、操作彈性大；5、結構簡單，投資少，安裝檢修方便。第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)板式塔主要結構：塔體、塔板；有溢流裝置板式塔無溢流裝置（穿流式）一、篩孔塔板的結構及作用1、篩孔第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月作用：氣體上升的通道

干板阻力氣體的流動阻力液體重力開孔率：篩孔的總面積與篩孔所在的塔板面積之比。與板壓降有關。第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、溢流堰種類：齒形堰，平直堰。3、降液管作用：液體下降的通道。弓形種類：圓形參數：底隙高度、降液管高度、流通截面積；第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月要求：1、流通截面積影響液體下降的流速，流動阻力；2、高度應滿足正常操作；3、體積足可讓氣液完全分離；4、面積不宜大，影響傳質面積；第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4、塔板上液流的安排考慮因素：流徑長，液面落差小，利于傳質；單流型、雙流型、多流型等；第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、塔板上氣液流動和接觸狀況

1、塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)鼓泡接觸：液體為連續(xù)相，氣體為分散相；泡沫接觸：液體為連續(xù)相，氣體為分散相；噴射接觸：液體為分散相，氣體為連續(xù)相；第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、塔板上氣液的非理想流動（1）返混現象A、液（霧）沫夾帶原因：氣速大，板間距?。坏?2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月B、氣泡夾帶原因：降液管太短；結果：造成傳質推動力下降，效率下降；第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）氣體和液體的不均勻分布氣體：由于塔板上的液層厚度不同，導致上升氣體沿塔板的不均勻分布；液體：塔板中央流徑短，流速大，阻力??；兩端流徑長，流速小，阻力大；結果：不均勻分布使氣液的傳質量降低，分離效果下降；第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）漏液特點：隨機性、傾向性；影響因素：氣體流量；第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、板式塔的不正常操作（1）液泛（淹塔）：降液管液泛、夾帶液泛產生原因：液體或氣體流量太大；解決方法：降低氣體速度（低于泛點氣速），增加板間距；第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）嚴重漏液原因：上升氣速太?。唤鉀Q方法：使上升氣體的流速高于漏液點氣速；第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、全塔效率和單板效率1、全塔效率2、單板效率：第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月四、板式塔的設計（略）五、其它類型塔板簡述1、泡罩塔板第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月操作：第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：操作彈性大，無漏液，易于操作；缺點：氣體阻力大，壓降大；結構復雜，安裝檢修困難；第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、浮閥塔板第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月操作狀態(tài)：第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月浮動舌形塔板：第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：氣流水平吹出，氣液傳質效果好；生產能

力大，操作彈性大，板效率高壓降??；缺點：氣量小時漏液較嚴重，浮動閥片有卡死、脫落現象；第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、垂直篩板4、無溢流塔板第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)填料塔一、填料塔的結構及填料特性1、結構：塔體、填料液體分布器填料壓板填料支承裝置封頭。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、操作壁流現象：液體偏向塔壁匯流的現象。3、填料（1）種類：整砌和亂堆（散裝）；（2）特性：

a、比表面積α：單位體積填料的表面積，單位是m2/m3；第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月b、空隙率ε單位體積填料層具有的空隙的體積，m3/m3；干填料因子

c、填料因子，m-1;

濕填料因子表示氣體通過填料層時的流動特性的優(yōu)劣，反映了堆積后填料的性能。

d、單位體積內堆積填料的數目n：與填料的尺寸有關。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月e、堆積密度ρ(3)常用填料a、拉西環(huán)特點：結構簡單，價格低廉；但高徑比太大，容易形成線接觸，降低傳質面積。b、鮑爾環(huán)特點：液體湍動程度高，流動阻力小，傳質面積、效率大；第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

c、階梯環(huán)

d、弧鞍形填料e、矩鞍形填料f、金屬環(huán)矩鞍形填料第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、填料塔內的流體力學特性1、氣體通過填料層的壓降(1)隨著氣體速度的增加,壓降在增加;(2)三個區(qū)域:恒持液量區(qū),載液區(qū),液泛區(qū);(3)兩個點:載點(A)

泛點(B);第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、泛點氣速的計算（略）3、持液量（1）影響填料支承的強度和氣體的流動阻力；（2）靜持液量和動持液量；第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、塔徑的計算u:空塔氣速，m/s；第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月四、填料塔的附件1、填料支承裝置要求：有足夠的機械強度，空隙率大于填料的空隙率；種類：柵板支承和升氣管支承；第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、液體分布裝置作用：均布液體種類：蓮蓬頭式、多孔管式、槽（sgmj）式等；第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、液體再分布器作用：避免液體的壁流現象；種類：第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4、液體出口裝置特點：維持一定高度，防止氣體被帶出。5、氣體進口裝置特點：均布氣體；防止液體進入氣體管路。第