气液传质设备培训教材.ppt

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1、第十一章气液传质设备一、分类：板式塔：填料塔：逐级接触式，内装塔板，气液传质在板上液层空间内进行；连续（微分）接触式，内装填料，气液传质在填料润湿表面进行。1二、评价塔设备性能的指标1.生产能力大；2.分离效率高；3.阻力小，压降低；4.操作弹性大；5.满足工业对生产设备的一般要求：结构简单、造价低、安装维修方便等。2三、塔设备研制开发思路1.总体上保证气液两相呈逆流流动提供最大的传质推动力2.每块板上或填料层内保证气液两相充分接触保证传质充分，尽可能减小传质阻力3.提供足够大的气液两相通道保证大通量、低压降、合适的

2、弹性3§11.1板式塔一、板式塔类型、结构、作用及特点：降液管平顶型溢流堰受液区开孔区4塔板的作用：气液两相传质，传热的场所。总体上气液呈逆流流动；每块塔板上呈均匀错流。§11.1板式塔5（一）泡罩塔在工业上最早（1813年）应用的一种塔板，其主要元件由升气管和泡罩构成操作示意图§11.1板式塔6筛板塔的主要结构：筛孔——提供气体上升的通道；2.溢流堰——维持塔板上一定高度的液层，以保证在塔板上气液两相有足够的接触面积；3.降液管——作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道。（二）筛板塔§11.1板式塔7（三）浮阀塔工作

3、原理§11.1板式塔8阀型：F1型、V型、T型、A型各种浮阀：§11.1板式塔9三种塔板的比较:1.生产能力：2.压降：3.操作弹性：4.造价：5.板效率：筛板>浮阀>泡罩；泡罩>浮阀>筛板；浮阀>泡罩>筛板；泡罩>浮阀>筛板；浮阀、筛板相当>泡罩。（四）喷射型塔板如：舌形塔板与浮舌塔板（五）穿流塔板§11.1板式塔10二、板式塔的水力学性能（一）塔板上气液两相的接触状态§11.1板式塔鼓泡状态、蜂窝状态、泡沫状态、喷射状态111.鼓泡接触状态液体——连续相气体——分散相两相接触面积：气泡表面§11.1板式塔122.

4、泡沫接触状态液体——连续相气体——分散相两相接触面积：不断更新的液膜表面§11.1板式塔13气体——连续相液体——分散相两相接触面积：不断更新的液滴表面3.喷射接触状态§11.1板式塔泡沫状和喷射状均为优良的塔板工作状态为减小液沫夹带，大多数塔都控制在泡沫接触状态下操作14（二）气体通过塔板的压力降气量↑→ΔHt↑液量↑→ΔHt↑板结构：开孔率↑→u0↓→ΔHt↓总压力降：ΔHt=h0+he干板压降h0液层阻力he压降由两部分构成影响因素一般，常压塔：单板压降40~65mmH2O减压塔：单板压降10~35mmH2O§

5、11.1板式塔液层静压力液体表面张力15（三）塔板上的液面落差液面落差△：塔板进、出口侧的清液高度差液面落差气流的不均匀分布严重漏液板效率下降与塔板结构、塔径、流量有关。产生原因：液体在塔板上横向流动时要克服流动阻力§11.1板式塔（板面上的摩擦阻力、障碍物上的形体阻力和气流造成的阻力）直径较大的塔，可采用双溢流和阶梯溢流减小液面落差16§11.1板式塔17三、板式塔的操作特性（一）塔板上的异常操作现象1.漏液当气速过小或气液分布不均匀时，有的筛孔无气体通过，造成液体短路，大量液体由筛孔漏下。气量过小；塔板开孔率大。

6、产生原因漏液两相在塔板上的接触时间↓板效率↓§11.1板式塔18控制：漏液量不大于液体流量的10%。漏液气速：漏液量达到10%的气体速度。——板式塔操作的气速下限2.液沫夹带影响因素空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小现象：液滴随气体进入上层塔板。后果：过量液沫夹带，造成液相在板间的返混，板效率下降§11.1板式塔193.液泛定义：液体进塔量大于出塔量，塔内不断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内正常操作液泛夹带液泛降液管液泛由液沫夹带引起—气速过大。由降液管通过液体能力不够而引起—

7、—液量过大。§11.1板式塔20与板间距HT有关：HT↑→uF↑，与液量有关：VL↑→uF↓与物系性质有关：易发泡，uF↓影响液泛气速uF的因素：适宜气速：u=(0.7-0.8)uFu/uF——液泛分率不易液泛综上所述，造成液泛的原因主要是液量过大、板压降过大（即气量过大）或降液管堵塞。§11.1板式塔214.气泡夹带：液体在降液管中停留时间太短，大量气泡被液体卷进下层塔板。液沫夹带是液体的返混，气泡夹带是气体的返混。液沫夹带和气泡夹带夹带量需严格地制在最大允许值范围内。（二）塔板的负荷性能图§11.1板式塔22操作

8、点§11.1板式塔231.液体流量下限线由how=6mm确定。2.液体流量上限线由液体在降液管内的停留时间τ=35s计算。3.漏液线由发生漏液时的干板压降计算。4.过量液沫夹带线由液沫夹带量eG=0.1kg液沫/kg干气确定。5.液泛线由Hd=φ(HT+hw)确定。§11.1板式塔各条线的确定见P14124物系一定时，负荷性能图中各线的相对位