第四章有害气体的吸收净化-终版介绍.ppt

填料的种类很多，大致可分为实体填料与网体填料两大类。 板式塔是在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层，气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气液在塔内逐板接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。 当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触元件是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的标志。 如图所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔板。 在塔内，液体在重力作用下由上向下流动，但它在塔板上与气体接触传质时，可采取有溢流和无溢流两种流动方式 如图所示，在有溢流塔板上，液体由上一块塔板的降液管流到下一块塔板的受液区，然后横向流过塔板，与自塔板小孔中上升的气流接触传质后，进入此块塔板的降液管中流往下块塔板。在塔板上，气液呈错流方式接触。这种塔板的效率高，具有一定操作弹性，生产上广为应用。 如图，在无溢流塔板上，气液两相逆向通过塔板上的小孔，气体在塔板上的液层中鼓泡，液体则直接由小孔下落，没有降液管和溢流堰，板上液层高度靠气体托住。塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。这种塔板的鼓泡面积所占的比例大，塔板面积利用率高，结构简单，处理能力大，但它的操作弹性较小，生产上采用较少。 操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。 操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。 上几种塔板，气体是以鼓泡或泡沫状态和液体接触，当气体垂直向上穿过液层时，使分散形成的液滴或泡沫具有一定向上的初速度。若气速过高，会造成较为严重的液沫夹带，使塔板效率下降，因而生产能力受到一定的限制。 操作时，上升的气流沿舌片喷出，其喷出速度可达20～30m/s。当液体流过每排舌孔时，即被喷出的气流强烈扰动而形成液沫，被斜向喷射到液层上方，喷射的液流冲至降液管上方的塔壁后流入降液管中，流到下一层塔板。 两种计算所遵循的基本原理及所用关系式都相同，只是具体的计算方法和步骤有些不同而已。本章着重讨论吸收塔的设计型计算，而操作型计算则通过习题加以训练。 吸收塔的设计型计算是按给定的生产任务及条件（已知待分离气体的处理量与组成，以及要达到的分离要求），设计出能完成此分离任务所需的吸收塔。 从此处引入吸收塔的传质负荷这一概念。在填料塔内，对气体流量与液体流量一定的稳定的吸收操作，气、液组成沿塔高连续变化； 在塔的任一截面接触的气、液两相组成是相互制约的； 全塔物料衡算式就代表L、V一定，塔内具有最高气、液浓度的截面“1”（浓端），或具有最低气、液浓度的截面“2”（稀端）的气、液浓度关系。 代表逆流操作时塔内任一截面上的气、液两相组成 Y 和 X 之间的关系 讲解PPT中气液比的变化，使得B点在平行于X轴的直线Y=Y1上变化，L/V的变化 吸收剂用量 L 或液气比 L/V 在吸收塔的设计计算和塔的操作调节中是一个很重要的参数。 吸收塔的设计计算中，气体处理量 V，以及进、出塔组成 Y1、Y2 由设计任务给定，吸收剂入塔组成 X2 则是由工艺条件决定或设计人员选定 不同液气比 L/V 下的操作线图直观反映了这一关系 要达到规定的分离要求，或完成必需的传质负荷量 GA=V(Y1-Y2)，L/V 的减小是有限的。 在最小液气比下操作时，在塔的某截面上（塔底或塔内）气、液两相达平衡，传质推动力为零，完成规定传质任务所需的塔高为无穷大。对一定高度的塔而言，在最小液气比下操作则不能达到分离要求。 例如，一般填料最小润湿率为0.08 m3/(m2·h)，Φ76 mm以上的环形填料为0.12 m3/(m2·h) p115 填料塔出现液泛现象后就不能正常操作了。泛点是填料塔操作的最大极限。 p115 填料塔内气、液组成 Y、X 和传质推动力?Y（或?X）均随塔高变化，故塔内各截面上的吸收速率也不相同。 填料塔内气、液组成 Y、X 和传质推动力?Y（或?X）均随塔高变化，故塔内各截面上的吸收速率也不相同。 在上述推导中，用相内传质速率方程替代总的传质速率方程可得形式