青海大学吸收课件填料塔讲述.ppt

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青海大学吸收课件填料塔讲述

2017-4-10 第二章 吸收 第六节 填料塔 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 四、填料塔的附件 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 一、填料塔的结构和填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的计算 一、填料塔的结构和填料性能 五、板式塔与填料塔的比较及塔设备选型 2017-4-10 (一) 填料塔结构 液体分布器 液体再分布器 附壁效应 支承板 填料压板(网) 填料 气液接触 一、填料塔的结构及填料性能 除沫器 工业要求:单位体积提供接触面积大;压降小;效率高,机械强度高;耐腐蚀性;造价低;重量轻. 2017-4-10 2.填料特性 1)比表面积 a:单位堆积体积所具有的表面积, 1/m 2)空隙率ε: 单位体积填料所具有的空隙体积 ,m3/m3 3)干填料因子 :a/ε3 湿填料因子φ——液体喷淋下测得的 a/ε3 。 1.作用:提供传质面积; 促使分散、湍动、液膜更新。 (二) 填料的作用和特性 4)堆积(整堆或乱堆)密度或堆积个数(个 / m3 ) 2017-4-10 (三) 常用填料 环形 (拉西环、鲍尔环、阶梯环) 鞍形 (矩鞍形、弧鞍形) 波纹形(板波纹、网状波纹) 堆放:整砌、乱堆 材料:陶瓷、金属、塑料 2017-4-10 常用典型填料: ①拉西环:高 / 径= 1:1 空圆柱形 特点:形状简单易制作,乱堆时阻力较大,沟流和壁流现象严重,压降大,传质效率低,应用较广,研究较深。 ②鲍尔环:在拉西环侧壁开孔 特点:空隙率及比表面较拉西环大,阻力低,润湿分布情况较好,传质效率高,操作弹性大,广 泛采用。 缺点:线接触 ③阶梯环:高/径 = ?; 点接触 ④弧鞍及矩鞍填料 ⑤球形填料(湍球吸收塔) ⑥丝网填料 ⑦波纹填料 2017-4-10 几种典型的散装填料 2017-4-10 几种典型的规整填料 2017-4-10 二、 填料塔的流体力学性能 泛点:气速增大至液体滞留在填料层中不能下 降并将填料淹没(淹塔)的现象称为液泛,液泛所对应的空塔气速称为泛点气速。 (一) 液相在塔中的分布及流动情况:膜状流动 膜厚δ= f(流体流量,气体流量,物性) (二) 气体在填料层中的压降 载点:随着空塔气速u的提高,使气—液摩擦阻力增加,填料层的持液量上升而产生拦液现象,此时对应的空塔气速即为载点(与拦液现象相对应)。 泛点气速u空 =f(填料性能,流体物性,液—气比等) 埃克特关联式及关联图 L:载点 F:泛点 2017-4-10 L:载点 F:泛点 L=0 干填料,直线斜率1.8-2.0 L↑,空隙率ε↓,压降大。 1)恒持液量区:L点以下,u小,ΔP∝u1.8~2.0 2)载液区:L点以上,u大,拦液现象,拦 液现象时的气速为载点气速,超过载点气速后,ΔP∝u2.0 。 3)液泛区:u↑↑,塔内液泛,泛点气速。ΔP~u 斜率急剧增加,使填料塔不能正常操作。 2017-4-10 ↓ ↓ u ; (三)泛点气速的计算 2017-4-10 三、 填料塔计算 (一) 塔径及压降: uf——埃克特关联 方法C:工业数据。此数据广泛使用,化学工程手册可查 内容:塔径、塔高、压降 (二) 塔高: 方法A:Z= HOG×NOG——传质单元数法 方法B:等板高度法(HETP法)——楚奇公式(可靠性较差) HETP = C1GC2DC3Z1/3×αμL / ρL Z= NT×HETP VS ––––操作条件下混合气体的体积流量,m3/s; u空 ––––空塔气速,m/s; 计算时以塔底气量为依据,因塔底气量大于塔顶。 2017-4-10 四、填料塔的附件 (一)支承板 2017-4-10 (二)液体分布器 2017-4-10 液体分布器 2017-4-10 (三)液体再分布装置 2017-4-10 (四)除沫器 2017-4-10 五、板式塔与填料塔的比较及塔设备选型 (一) 比较 2017-4-10 (二)选型原则 1. 物性影响: 起泡性、清洁性、粘性、腐蚀性、热敏性(高沸点)、换热要求 2. 操作条件影响: ①传质速率控制步骤:如气膜控制,用填料塔可使气速得到增大 ②L/G值:要求小时,可用板式塔,使之维持一定液层高度,增强传质。 ③操作弹性:要求大时,用板式塔 ④侧线进出料

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