第10章气液传质设备

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1、第10章气液传质设备10.1板式塔10.1.1概述（1）板式塔的设计意图：1.在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力；2.在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。(板式塔结构录像)（2）筛孔塔板的构造板式塔的主要构件是塔板，以筛孔塔板为例，塔板的主要构造包括如下部分：　　　塔板上的气体通道----筛孔各种塔板的主要区别就在于气体通道的形式不同。　　　溢流堰----塔板上的液层高度或滞液量在很大程度上由堰高决定。　　　降液管----液体自

2、上层塔板流至下层塔板的通道。10.1.2.空间上的反向流动（1）液沫夹带气流穿过板上液层时，无论市喷射还是鼓泡操作都会产生大量的尺寸不同的液滴。在喷射型操作中，液体是被气流直接分散成液滴的；而在鼓泡型操作中，液滴是因泡沫层表面的气泡破裂而产生的。这些液滴的一部分会被上升的气流裹挟至上层塔板，这种现象称为液沫夹带。液沫夹带是一种与液体主流方向相反的液体流动，属返混现象，是对传质有害的因素。液沫夹带量通常有三种表示方法：1、1kmol（或kg）干气体所夹带的液体量，以eν表示，单位是kmol（或kg）；2、每层塔板在单位时间

3、内被气体夹带的液体量，以e′表示，单位是kmol或（或kg）；3、被夹带的液体量占流经塔板总液体量的分率Ψ。三者关系如下：气泡夹带塔板上与气体充分接触后的液体，翻越溢流堰流入降液管时，必含有大量气泡，若液体在降液管内停留时间太短，所含气泡来不及解脱便被卷入下层塔板，形成气泡夹带。它的最大危害是降低了降液管内的泡沫层平均密度，使降液管通过能力减少，严重时会破坏塔的正常操作。避免气泡夹带是设计时，确定降液管面积或溢流堰长的依据．（2）空间上不均匀流动气体沿塔板的不均匀流动从降液管流出的液体横跨塔板流动，由于克服阻力的需要，板

4、上液面将出现坡度，形成液面落差。在塔板入口处，液层阻力大，气速或气体流量小于平均数值，而塔板出口处，液层阻力小，气速或气量大于平均值，导致气流在液层中的不均匀分布，进而引起传质的不均匀，因此对传质是有害的。液体沿塔板的不均匀流动液体在圆形塔截面上流动时，在塔中央液体行程较短而平直，阻力小，流速大；在塔板边缘部分行程长而弯曲，又受塔壁牵制，阻力大，流速大，所以液体塔板是不均匀流动的，这种不均匀性严重时会造成滞流区，液流的不均匀性同样对传质不利10.1.5板式塔的不正常操作现象如果板式塔设计不良或操作不当，有可能产生一些使塔

5、无法工作的不正常现象。这些不正常现象为：　　夹带液泛当气速增加使液沫夹带量过大时，塔板上和降液管内的液量将增加，板上液层厚，实际板间距减小，夹带量进一步增加。最终液体将充满全塔，并随气体从塔顶溢出形成夹带液泛。板上开始出现恶性循环的气速为液泛气速uf，塔板上液量越大，液泛气速越小。　　溢流液泛因降液管通过能力的限制而引起的液泛。当降液管液面升至上层塔板溢流堰上缘时，降液管的通过能力达到极限，若液体流量L超过此极限，塔板失去自衡，最终引起液泛。降液管液面过高主要因板压降过大造成，所以气量、液量过大均会造成溢流液泛。　　漏液

6、　当气速较小时，部分液体没有横向流过塔板而从板孔直接落下，形成漏液。漏液分为两种：随机性漏液，因液层波动造成液层阻力不均，时而这部分板孔漏液，时而那部分板孔漏液，称为随机漏液；倾向性漏液，液面落差使塔板入口处液层阻力大，气体通过量小，液体就从此处板孔中连续漏下，漏液对筛板塔尤为重要。10.1.6　板效率的各种表示方法及其应用10.1.7提高塔板效率的措施　　1、合理地选择塔板的开孔率和孔径，造成适应于物系性质的气液接触状态　　2、设置倾斜的进气装置，使全部或部分气流斜向进入液层。　　3、合理选择气液两相流量，使设计点和操

7、作点位于负荷性能图所定的范围内　　　塔板负荷性能图如下：　　　　　　　　　10.1.9筛板塔的设计　　筛孔塔板的板面布置　　1、有效传质区，即塔板上开有筛孔的面积，以符号Aa表示；　　　　　　2、降液区，包括降液管面积A和接受上层塔板液体的受液盘面积A‘，对垂直降液管A=A’。　　3、塔板入口安定区其宽度为W′s　　4、塔板出口安定区其宽度为Ws　　　　　　5、边缘区即在塔板边缘留出宽度为Wc的面积不开孔供塔板固定用。　　筛孔塔板的设计参数　　1、塔板直径D　　2、板间距HT　　　3、溢流堰的型式，长度lw和高度hw　　

8、4、降液管型式，降液管底部与塔板间距的距离ho　　　5、液体进、出口安定区的宽度W′s、Ws，边缘区宽度Wc　　6、筛孔直径do,孔间距to　　　筛孔塔板的设计步骤　　1、选择板间距和初步确定塔径　　2、根据初选塔经，对筛板进行具体结构设计:　　　　　（1）、溢流堰的型式和高度的选择　（2）、降液管的受液盘的结构和有