化工原理天大柴诚敬17-18学时.ppt

* * 8.7.1 塔填料 第八章 气体吸收 8.7 填料塔 一、填料的类型 二、填料的性能及其评价 三、填料的选择 1.填料类型的选择 填料类型的选择考虑因素 填料的传质效率要高 填料的通量要大 填料的压降要低 填料抗污堵性能强 填料便于拆装、检修 2.填料规格的选择 散装填料常用的规格（公称直径） DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 (1)散装填料规格的选择 填料规格 ～ 传质效率 填料层压降 ～ 选择原则：D/d ≥ 8 塔径 填料公称直径 三、填料的选择 (2)规整填料规格的选择 规整填料常用的规格（比表面积） 125 150 250 350 500 700 同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。故选用时，应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质以及设备投资、操作费用等方面综合考虑。 三、填料的选择 8.7.1 塔填料 第八章 气体吸收 8.7 填料塔 8.7.2 填料塔的流体力学性能与操作特性 一、填料塔的流体力学性能 填料层的持液量是指在一定操作的条件下，在单位体积填料层内所积存的液体体积。 持液量 总持液量 Ht 动持液量 Ho 静持液量 Hs 1.填料层的持液量 Ht＝Ho＋ Hs 分析 ～ Ht 填料层 压降 ? ～ 传质效率 生产能力 填料层的压降形成 液膜与填料表面的摩擦 液膜与上升气体的摩擦 ～ u 一定 L L 一定 u ～ ～ 填料塔的流 体力学性能 分析 u 单位高度填料层压降 一、填料塔的流体力学性能 2.填料层的压降 填料层的△P ～ u关系 液泛区 载液区 恒持液量区 泛点 载点 二、填料塔的操作特性 气液两相的均匀分布是填料塔设计与操作中十分重要的问题。 气液 分布 初始分布 动态分布 1.填料塔内的气液分布 进塔的气液两相通过分布装置所进行的强制分布。 在一定的操作条件下，气液两相在填料层内，依靠自身性质与流动状态所进行的随机分布。 2.液体喷淋密度与填料表面的润湿 单位塔截面积上单位时间内喷淋的液体体积?液体喷淋密度。 m3/(m2·h) Ω ? 液体体积流量，m3/s ? 填料塔的截面积，m2 二、填料塔的操作特性 （1）液体喷淋密度 (2)最小液体喷淋密度 为保证填料层的充分润湿，必须保证液体喷淋密度大于某一极限值 ?最小液体喷淋密度。 Umin ?最小液体喷淋密度，m3/(m2·h) 最小喷淋密 度计算式 ? 最小润湿速率，m3/(m·h) 经验值 二、填料塔的操作特性 在泛点气速下，持液量的增多使液相由分散相变为连续相，而气相则由连续相变为分散相，此时气体呈气泡形式通过液层，气流出现脉动，液体被带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被破坏，此种情况称为液泛。 液泛时的空塔气速 泛点气速 uF 二、填料塔的操作特性 3.液泛 (1)填料塔的液泛现象 ～ uF 影响液泛 的因素 填料特性 ? 流体物性 ～ ρL μL ～ ρV ～ 液气比 ～ 分析 uF uF uF uF 二、填料塔的操作特性 (2)影响液泛的因素 (3)泛点率 散装填料 规整填料 ～ 85% ～ 95% 二、填料塔的操作特性 为保证填料塔正常操作，其操作气速应低于泛点气速，操作气速与泛点气速的比值称为泛点率。 安全系数 uF u (4)泛点气速的计算 二、填料塔的操作特性 ① 贝恩－霍根关联式 A、K ? 关联式常数，由表 8-9 查出。 ② 埃克特(Eckert)通用关联图 散装填料的泛点气速可用埃克特通用关联图计算。 埃克特通用关联图 横坐标 纵坐标 泛点填料因子 二、填料塔的操作特性 a、b ? 关联式常数，由有关手册查出。 为了工程计算方便，将散装填料的泛点填料因子进行归纳整理，得到与液体喷淋密度无关的泛点填料因子平均值，部分散装填料的泛点填料因子平均值见表 8-10。 在填料塔内，气液两相的逆流并不呈理想的活塞流状态，而是存在着不同程度的返混。 造成返混现象原因 返混的影响 传质推动力变小，传质效率降低?放大效应。 填料层内的气液分布不均 气体和液体在填料层内的沟流 气液的湍流脉动使气液微团停留时间不一致 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 气体吸收 8.7 填料塔 8.7.2 填料塔的流体力学性能与操作特性 8.7.3 填料塔的内件 一、 填料支承装置 填料支承装置的作用是支承塔内的填