化工原理课件11 气液传质设备

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1、11气液传质设备福州大学化学化工学院李玲TEL：13805023223Email：liling@fzu.edu.cn10气液传质设备10.1板式塔10.2填料塔10.1板式塔10.1.1板式塔的主要类型、结构和特点10.1.1.1概述板式塔的设计意图10.1.1.1概述为有效地实现气液两相之间的传质，板式塔应具有以下两方面的功能：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。10.1.1.2常见的塔板形式（1）泡罩塔板

2、优点：操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点：是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。10.1.1.2常见的塔板形式10.1.1.2常见的塔板形式（2）筛孔塔板优点：结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高；缺点：筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。10.1.1.2常见的塔板形式10.1.1.2常见的塔板形式（3）浮阀塔板10.1.1.2常见的塔板形式优点：结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高。缺点：处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀

3、片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。10.1.1.2常见的塔板形式（4）舌型塔板优点是：生产能力大，塔板压降低，传质效率较高；缺点是：操作弹性较小，气体喷射作用易使降液管中的液体夹带气泡流到下层塔板，从而降低塔板效率。10.1.1.2常见的塔板形式（5）浮舌塔板与舌型塔板相比，浮舌塔板的结构特点是其舌片可上下浮动。因此，浮舌塔板兼有浮阀塔板和固定舌型塔板的特点，具有处理能力大、压降低、操作弹性大等优点，特别适宜于热敏性物系的减压分离过程。（6）斜孔塔板气流不会对喷，既可得到水平方向较大的气速，又阻止了液沫夹带，使板面上液层低而均匀

4、，气体和液体不断分散和聚集，其表面不断更新，气液接触良好，传质效率提高。斜孔塔板克服了筛孔塔板、浮阀塔板和舌型塔板的某些缺点。斜孔塔板的生产能力比浮阀塔板大30%左右，效率与之相当，且结构简单，加工制造方便，是一种性能优良的塔板。10.1.1.2常见的塔板形式10.1.1.2常见的塔板形式（7）穿流筛板塔与穿流栅板塔板上开小孔的为穿流筛板，板上开条形狭缝的为穿流栅板。板与板之间不设降液管，液体沿孔或缝的周边向下流动，气体则在孔或缝的中央向上流动。气流对液流的阻滞，使板上保持一定厚度的液层，让气体鼓泡通过。板上的泡沫层高度比较小，因此压力降比

5、较小，板效率比泡罩板的也低一些。穿流筛板节省了溢流管所占的面积，于是按整个塔截面设计的通量可增加，使生产能力提高，同时结构也简单，造价低廉。它的主要缺点使操作受气液流量的制约大，流动速度变动范围窄，操作弹性在3以内，常不超过2。10.1.1.2常见的塔板形式10.1.2筛板上的气液接触状态当液体流量一定时，随着气速的增加，可以出现四种不同的接触状态：（1）鼓泡接触状态（2）蜂窝状接触状态（3）泡沫接触状态（4）喷射接触状态10.1.2筛板上的气液接触状态（1）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10.1.2筛板上的

6、气液接触状态（2）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10.1.2筛板上的气液接触状态（3）喷射接触状态气体——连续相液体——分散相两相接触面积：不断更新的液滴表面在工业上实际应用的筛板塔中，两相接触不是泡沫状态就是喷射状态，很少有采用鼓泡接触状态的。10.1.3气体通过筛板的阻力损失气体通过塔板的压降（塔板的总压降）包括：塔板的干板阻力（即板上各部件所造成的局部阻力），板上充气液层的静压力及液体的表面张力。塔板压降是影响板式塔操作特性的重要因素。塔板压降增大，一方面塔板上气液两相的接触时间随之延长，板效

7、率升高，完成同样的分离任务所需实际塔板数减少，设备费降低；另一方面，塔釜温度随之升高，能耗增加，操作费增大，若分离热敏性物系时易造成物料的分解或结焦。因此，进行塔板设计时，应综合考虑，在保证较高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降低能耗和改善塔的操作。10.1.4板式塔的不正常操作现象筛板塔内气液两相的非理想流动包括漏液、液泛和液沫夹带等：（1）漏液（2）夹带液泛（3）溢流液泛10.1.4板式塔的不正常操作现象（1）漏液筛板塔或浮阀塔塔内气体的上升则通过塔板上的开孔（筛孔或阀孔），操作时由于液层稍有动荡或溅散，会有小量液体经孔滴下，这是正常

8、现象，不称为漏液。此处的漏液是指有相当量的液体连续地经由升气孔流到下一层板。特别对筛板塔而言漏液现象是一个重要的问题，它已成为筛板塔不能推广应用的主要障碍。只要筛孔中由气体通过，