填料塔的液泛8.1.2填料塔的流体力学性能与传质性能一.ppt

一 填料塔的特点 2泛点与压降的经验关联图 8.2 板式塔综述 第八章 塔设备 8.1 填料塔 8.2 板式塔 8.3 塔设备的比较和选型 8.1.1 填料塔和填料 8.1 填料塔 填料塔的结构 气液两相接触并进行传热、传质的塔设备 填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点 尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统 对于大流量的情况，也可使用填料塔 1．? 比表面积 2．? 空隙度 3．? 单位堆体积内的填料数目n 4．? 堆积密度 5．? 干填料因子及填料因子 6．? 机械强度及化学稳定性 二 填料 它是填料塔的主要内构件，其作用是增加气、液两相的接触面积，并提高液体的湍动程度以利于传质、传热的进行。 选择填料的条件 使气、液接触面积大、传质系数高，同时通量大而阻力小 表征填料特性的主要参数 填料分类 乱堆填料 规整填料 拉西环 鲍尔环 阶梯环 波纹整砌填料 金属丝网 三、填料的选择 1、填料用材的选择 塑料 陶瓷 金属 设备操作温度较低，体系对塑料无溶胀除浓硫酸、浓硝酸等强酸外但塑料表面对水溶液的润湿性差。 一般用于腐蚀性介质，尤其是高温时，但对HF和高温下的H3PO4与碱不能使用 耐高温，但不耐腐蚀。不锈钢可耐一般的酸碱腐蚀（含C1－的酸除外），但价格较昂贵 2、? 填料类型的选择 取决于工艺要求，生产能力（气量），容许压降，物料特性 乱堆填料 规整填料 气、液分布较均匀 大型塔和要求压降低的塔 装卸清洗较为困难 要求持液量较高的吸收体系 金属鞍环 阶梯环 鲍尔环 矩鞍填料 性能好 性能差 3、? 填料尺寸的选择 填料尺寸（直径、波峰高）大，则比表面小，通量（容许气速）大，压降低，但效率（每米填料的理论半数）也低，故多用于生产能力（处理气量）大的塔。 对于理论板数很多或塔高受厂房限制的场合，一般用小尺寸、高比表面填料。 对于易结垢或易沉淀的物料通常用大尺寸的栅板（格栅）填料，并在较高气速下操作。 1、填料层中的流动 2、气液两相流动的交互影响和载点 3、? 填料塔的液泛 8.1.2填料塔的流体力学性能与传质性能 一、填料塔内的流体流动 气体在填料层内的流动相当与气体在颗粒层内的流动 载干填料层内，气体流量的增大，将使压降按1.8~2.0次方增长。 上升气流对液流的曳力加大到足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升。 二、填料塔的水力学性能 L=0，即干填料时，气体在填料层呈湍流，Δp∝u1.8～２.0 A点称之“载点”（loading point） B点称为“泛点” 正常操作的空速应在载点气速之上，在泛点气速的0.8倍之下 1 气液流速与气体通过填料层压降的关系 图8-4 填料塔泛点及压降普遍化关联图 三、填料的传质性能 1.填料润湿表面的计算 2.液相传质系数计算 3.气相传质系数 四、一些设计指标 1．填料尺寸 一般认为上述比值至少要等于8，对拉西环填料还须大一些。 2．操作气速 （1）取操作气速等于液泛气速得0.5~0.8倍； （2）根据生产条件，规定出可容许得压力降，由此压力将反算出可采用的气速。 3．填料层高度 填料层高度由传质单元数或理论板数来推算。 8.1.3填料塔的附属结构 填料塔的附属结构包括填料支撑板，液体分布器，液体再分布器，气、液体进口及出口装置等。 1、? 支承板 （c）条形升气管 图8－9 填料的支撑 2、? 液体分布器 （1）管式喷淋器 图8－6 管式喷淋器 （2）莲蓬式喷淋器 （3）盘式喷淋器 （4）齿槽式分布器 图10－9 槽式喷淋器 泡罩塔 筛板塔 浮阀塔 8.2.1板式塔的塔型简介 固定舌型塔 浮动喷射塔 8.2.2板式塔的操作原理 液层底部属鼓泡区 液层表面属泡沫区 液层上方空间属雾沫区 8.2.3板式塔塔径的估算 塔径可按流量方程求得，即 气速 的计算 值应按下式进行校正： 8.2.4塔板流动形式 有降液管的板式塔常用得塔板液流型式有以下几种： 1．单溢流型 如图8—17（a）。 2．双溢流型 如图8—17（b） 3．U形溢流型 如图8—17（c）。 4．四溢流型 如图8—17（d） 8.2.5塔板的共同结构 1．塔板的几个区域 各种塔板版面大致可分为三个区域：降液管所占的部分称为溢流区；塔板开空部分称为鼓泡区；图8—15中阴影部分称为无效区。 * *