第八章 气液传质设备
DESCRIPTION
第八章 气液传质设备. 主讲 : 吕利霞. 第一节 气液传质设备类型与基本要求. 逐级接触式:板式塔 塔内气液传质情况情况 连续接触式:填料塔 逆流操作优点:传质推动力大;. 1 、生产能力和生产强度大; 2 、传质效率高; 3 、流体阻力小; 4 、操作弹性大; 5 、结构简单,投资少,安装检修方便 。. 对气液传质设备性能的要求:. 第二节 板式塔. 主要结构:塔体、塔板; 有溢流装置 板式塔 无溢流装置(穿流式) 一、筛孔塔板的结构及作用 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第八章 气液传质设备
主讲 :吕利霞
第一节 气液传质设备类型与基本要求
逐级接触式:板式塔塔内气液传质情况情况 连续接触式:填料塔
逆流操作优点:传质推动力大;
对气液传质设备性能的要求:
1 、生产能力和生产强度大;
2、传质效率高;
3、流体阻力小;
4、操作弹性大;
5、结构简单,投资少,安装检修方便。
第二节 板式塔
主要结构:塔体、塔板;
有溢流装置
板式塔
无溢流装置(穿流式)
一、筛孔塔板的结构及作用
1、筛孔
作用:气体上升的通道
干板阻力气体的流动阻力 液体重力
开孔率:筛孔的总面积
与筛孔所在的塔板面积
之比。与板压降有关。
2 、溢流堰
种类:齿形堰,平直堰。3 、降液管
作用:液体下降的通道。 弓形种类: 圆形 参数:底隙高度、降液管高度、流通截面积;
要求:
1、流通截面积影响液体下降的流速,流动阻力;
2、高度应满足正常操作;
3、体积足可让气液完全分离;
4、面积不宜大,影响传质面积;
4 、塔板上液流的安排
考虑因素:流径长,液面落差小,利于传质;
单流型、双流型、多流型等;
二、塔板上气液流动和接触状况
1 、塔板上气液两相接触状态
鼓泡接触:液体为连续相,气体为分散相;
泡沫接触:液体为连续相,气体为分散相;
喷射接触:液体为分散相,气体为连续相;
2 、塔板上气液的非理想流动
( 1)返混现象
A 、液(雾)沫夹带
原因:气速大,板间
距小;
B 、气泡夹带
原因:降液管太
短;
结果:造成传质推动力下降,效率下降;
( 2)气体和液体的不均匀分布
气体:由于塔板上的液层厚度不同,导致上
升气体沿塔板的不均匀分布;
液体:塔板中央流径短,流速大,阻力小;
两端流径长,流速小,阻力大;
结果:不均匀分布使气液的传质量降低,分
离效果下降;
( 3 )漏液
特点: 随机性、倾向性;
影响因素:
气体流量;
3 、板式塔的不正常操作( 1 )液泛(淹塔):降液管液泛、夹带液泛 产生原因:液体或气体流量太大;
解决方法:降低气体速度(低于泛点气速),增加板间距;
( 2)严重漏液原因:上升气速太小;
解决方法:使上升气体的流速高于漏液点气
速;
三、全塔效率和单板效率
1 、全塔效率
2、单板效率:
%100N
NE
P
T0
1n*n
1nnmv
yy
yyE
*n1n
n1nml
xx
xxE
四、板式塔的设计(略)
五、其它类型塔板简述1 、泡罩塔板
操作:
优点:操作弹性大,无漏液,易于操作;
缺点:气体 阻力大,压降大;结构复杂,
安装检修困难;
2 、浮阀塔板
操作状态:
浮动舌形塔板:
优点:气流水平吹出,气液传质效果好;生产能 力大,操作弹性大,板效率高压降小;
缺点:气量小时漏液较严重,浮动阀片有卡
死、脱落现象;
3 、垂直筛板
4、无溢流塔板
第三节 填料塔
一、填料塔的结构及填料特性
1 、结构:
塔体、填料
液体分布器
填料压板
填料支承装置
封头。
2 、操作壁流现象:液体偏向塔壁汇流的现象。
3 、填料( 1)种类:整砌和乱堆(散装);
( 2)特性:a、比表面积 α:单位体积填料的表面积,
单位是 m2/m3;
b、空隙率 ε
单位体积填料层具有的空隙的体积, m3/m3;
干填料因子
c、填料因子 , m-1;
湿填料因子
表示气体通过填料层时的流动特性的优劣,反映了堆积后填料的性能。
d、单位体积内堆积填料的数目 n:与填料的尺
寸有关。
3
e、堆积密度 ρ
(3)常用填料
a、拉西环
特点:结构简单,价格低廉;但高径比太大,容易形成线接触,降低传质面积。
b、鲍尔环
特点:液体湍动程度高,流动阻力小,传质面积、效率大;
c、阶梯环
d、弧鞍形填料
e、矩鞍形填料
f、金属环矩鞍形填料
二、填料塔内的流体力学特性
1 、气体通过填料层的压降
(1)随着气体速度的增加 ,压降在增加 ;
(2)三个区域 :恒持液量区 ,载液区 ,液泛区 ;
(3)两个点 :载点 (A)
泛点 (B);
2 、泛点气速的计算(略)
3、持液量
( 1)影响填料支承的强度和气体的流动阻力;
( 2)静持液量和动持液量;
三、塔径的计算
u:空塔气速, m/s;
u
V4D s
fu)85.0~5.0(u
四、填料塔的附件
1 、填料支承装置
要求:有足够的机械强度,空隙率大于填料的空隙率;
种类:栅板支承和
升气管支承;
2 、液体分布装置
作用:均布液体
种类:莲蓬头式、多孔管式、槽( sgmj)式等;
3 、液体再分布器
作用:避免液体的壁流现象;
种类:
4 、液体出口装置
特点:维持一定高度,防止气体被带出。
5 、气体进口装置特点:均布气体;防止液体进入气体管路。
6、除沫器
第四节 板式塔与填料塔的比较
1 、板式塔:操作稳定,效率高,不易被堵
塞,压降大;
2、填料塔:压降小,便于安装,可用于处
理耐腐蚀介质;作弹性小,不宜处理有颗
粒的物系。