化工分离工程课件（武汉工程大学） 第五章 分离设备处理能力和效率.ppt

第五章 分离设备处理能力和效率 第五章 分离设备处理能力和效率 第一节 气液传质设备的处理能力和效率 第二节 萃取设备的处理能力和效率 第三节 传质设备的选择 第一节 气液传质设备的处理能力和效率 5.1.1 气液传质设备处理能力的影响因数 5.1.2 气液传质设备的效率及其影响因数 5.1.3 气液传质设备效率的估计法 5.1.1 气液传质设备处理能力的影响因数 传质设备：板式塔；填料塔 液泛： 板式塔：液泛气速随L/V下降而上升； 随板间距增大而上升。 填料塔：（包括规整或乱堆） L/V下降、液体粘度下降、填料孔隙率升高、比表面积下降都会使液泛速度上升。 雾沫夹带 ——分离过程中为处理能力的极限 表示方式：雾沫夹带量或泛点百分率 板间距下降、塔负荷上升会使雾沫夹带量上升。 压力降（与处理能力有关） 真空操作：有一上限 板式塔：构成降液管内液位高度重要组成部分，压力降大，液位高，若很大，就会产生液泛。 停留时间 停留时间长，效率高，处理能力低； 停留时间短，效率低，处理能力高，产品质量差。 5.1.2 气液传质设备的效率及其影响因数 一、效率的表示方法 理论板与实际板比较： 5.1.3 气液传质设备效率的估计法 一、经验法 板式塔：查图（奥康奈尔法） 填料塔：求HETP 二、机理模型（用来预测放大后塔板效率） 美国化工学会（AIChE）提出方法： （5-10）（5-11）（5-12）→EOG、Pe 查图5-5： 表5-1 萃取设备的分类 第二节 萃取设备的处理能力和效率 5.2.1 萃取设备的处理能力和效率 5.2.2 影响萃取塔效率的因数 5.2.3 萃取塔效率 5.2.1 萃取设备的处理能力和效率 一、设备的特性速度 1.关系式 喷洒塔 设：密度小的相为连续相，连续向上运动; 密度大的相为分散相，液滴在连续相中自由沉降。 ——分散相空塔速度 m/s ——连续相空塔速度 m/s ——分散相在塔内液相中所占体积分率（滞液分率） 5.2.3 萃取塔效率 操作：微分接触设备 HETS：一个理论级当量高度（等板高度） HTU：传质单元高度 一、HETS 塔高H=NT ×（HETS） HETS计算： a. 实验法（用于放大） HETS由小试结果确定 b. 查图法（用于初步设计） 适用：转盘塔、震动塔、低粘度物系。 第三节 传质设备的选择 5.3.1气液传质设备的选择 5.3.2 萃取设备的选择 5.3.1气液传质设备的选择 一、板式塔和填料塔的选择 考虑的问题： （1）系统物性 腐蚀性：填料塔 易发泡：填料塔 易聚合或固体：板式塔 热敏性、真空操作：填料塔 高粘度：填料塔 明显热敏物系：填料塔 s m u s m u d c d d / 1 / f f - 连续相液体速度： 分散相液体速度： （注：方向相反） ） （ 21 5 - d c d d s u u u f f - + = \ 1 两相的相对速度： ） （ ） （ ） （ ）代入 （ 将： d t d c c d p s d C d d m u gd u f f m r r f r f r r - = - - = - + = 1 1 18 2 1 ） （ 24 5 - 液体混合物 — 连续相； — 分散相； — 度： 在混合液中自由沉降速 个液体 由斯托克斯定律计算单 ） （ m c d c m d p s gd u m r r 18 2 - = ：分散相液体平均直径 P d 之间的关系 与 、 、 表示： t d c d u u u f 适用于喷洒塔 — ——分散相空塔速度 m/s ——连续相空塔速度 m/s ——分散相在塔内液相中所占体积分率（滞液分率） ——单液滴在纯连续相中的自由沉降速度，与操作条件 无关。 c u d u d f t u 对于其他类型萃取设备： 由于接触方式不同，对（5—25）改进. 用于填料塔 用于转盘塔 用于脉冲筛板塔 分散相液滴不断发生该过程：