《气液传质设备》ppt课件

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1、第八章气液传质设备精馏、吸收比较吸收精馏目的分离液体混合物分离气体混合物依据挥发度差异溶解度差异传递双向扩散单向扩散塔顶液体产品回流吸收剂设备填料塔或板式塔相同分离效果可得最终产品需进一步分离概述塔设备的类型1.连续接触式2.逐级接触式3.实现：塔板和填料工业生产对塔设备的要求1.生产能力大；2.传质效率高；3.流动阻力小；4.操作弹性大。大工业追求高生产能力（传质效率不太低）；精密分离追求高效率；真空操作要求低压降。板式塔一、板式塔的设计意图气液两相在塔板上保持密切而充分的接触，提供足够大的不断更新的传质面积

2、，减小流动阻力。整体上的逆流流动，在塔板上的错流流动。筛板塔筛孔塔板的主要构造包括以下三个部分:1、筛孔保证气液两相在塔板上能够充分接触并在总体上实现两相逆流，在塔板上均匀开有一定的数量的供气体自下而上流动的通道。板上筛孔的总面积与筛孔所在的塔板面积之比称为开孔率。开孔率是影响塔板性能的重要参数。2、溢流堰为保证气液两相在塔板上有足够的接触表面，塔板上必须贮有一定量的液体。为此在塔板的出口端设有溢流堰。塔板的液层高度或滞液量在很大程度上由堰高决定，堰高用hw表示，堰长以lw表示。3、降液管每块板设置一个降液管，

3、作为液体由上层到下层的通道。板塔内为使液体能从降液管底部流出而气体不能窜入降液管，降液管的下端必须保持液封。因此，降液管下端出口高度ho应小于堰高hw。4、塔板上液流的安排液体在上下降液管间横流经过塔板的路径称为液体流径，流径愈长，液体在板上的停留时间以及气液接触时间增长，传质效果愈好。塔板入口处的液面高度必须高于出口处的液面高度，以克服流动行程上的塔板部件和气体扰动对液体的流动阻力，这种液面高度差称为液面落差。二、筛板上的气液接触状态鼓泡泡沫喷射气速小大大气体分散相分散相连续相单个气泡气泡（合并与破裂）射流穿

4、过液层液体连续相连续相分散相清液液膜（少量清液）小液滴传质面积气泡表面更新液膜表面更新液滴表面三、筛板塔内的非理想流动1、板间返混液沫夹带：小液滴，气流裹夹，数量与板间距物无关。（沉降理论解释，牛顿区）：大液滴，液滴形成时的弹溅作用，板间距愈小，则夹带量愈大；气速越大液沫夹带量也越大。液沫夹带不可能完全避免，操作中主要应避免过量液沫夹带。应控制ev<0.1kg液沫/kg干气。气泡夹带：危害是降低降液管的通过能力。设置出口安定区可减少气泡夹带。液体再降液管内要有足够的停留时间，τ=Af*Hd/L>3~5s，以避免

5、严重的气泡夹带,此式也可用于计算正常操作的最大液量（Hd=Ht)。2、气体和液体的不均匀分布（1）气体沿塔板的不均匀（2）液体沿塔板的不均匀分布3、漏液（1）漏液有随机性波峰处清液层高，相对易于漏液，通气量少；而波谷处则相反。（2）漏液有倾向性一般在液体入口处气体通过量最少而漏液量最多；出口处则相反。（3）漏液量随气量（筛孔气速）的增加而减少，到一定程度可基本停止漏液。四、板式塔的不正常操作现象1、液泛夹带液泛当气速增加至某一程度，也会形成恶性循环而导致液泛，这种液泛是夹带引起的。气液量在适当的范围内时液层高度

6、对液沫夹带量影响不大，设备可正常操作。液量一定，气量增大，交互作用显著，形成恶性循环，塔内积液称为夹带液泛，此时气速为液泛气速。液量愈大，液泛气速愈小。操作气速必须小于液泛气速。溢流液泛液（气）量过大，降液管通过能力有限造成塔内积液。液量过大，也可能是过量液沫夹带造成。降液管出口处堵塞或安装不当，也会引起液流液泛；气体流量增大，使相邻板间的压降增大，同样会使降液管内液面上升。液泛现象塔内积液，压降急剧增大。液泛的影响因素：结构因素：板间距太小；开孔率偏小，（使气速过高，板压降过大）；降液管面积偏小。水力学因素：

7、气量过大；液量过大；降液管出口处堵塞或安装不当。降液管内泡沫液的高度必须小于板间距和液流堰高度之和。降液管液泛动画在正常操作的塔板上，液体横向流过塔板，然后经降液管流下。当气体通过塔板的速度较小时，气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时，便会出现漏液现象。漏液的发生导致气液两相在塔板上的接触时间减少，塔板效率下降，严重时会使塔板不能积液而无法正常操作。通常，为保证塔的正常操作，漏液量应不大于液体流量的10%。漏液量达到10%的气体速度称为漏液速度，它是板式塔操作气速的下限。漏液动画2、严重漏液五、

8、板效率全塔效率ET——全塔效率；NT——理论塔板数（不包括再沸器）；N——实际塔板数。（2）单板效率注意：1.单板效率不可能大于1；2.板上气液两相的不均匀流动及板上液体返混会使单板效率下降；3.大塔径，流道长，Δ大，可能会使单板效率增大；放大时应注意。4.单板效率沿塔高变化较大。5.同一层塔板的，Emv一般不等于Eml,只有当平衡线平行于操作线时，二者才相等。6.单板效率直接反映了一