分离过程-分离设备的处理能力和效率).ppt

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1、化工分离工程ChemicalSeparationProcesses第八章分离设备的处理能力和效率28.1气液传质设备的处理能力和效率8.1.1气液传质设备处理能力的影响因素8.1.2气液传质设备的效率及其影响因素8.1.3气液传质设备效率的估计方法8.2传质设备的选择8.2.1气液传质设备的选择8.2.2萃取设备的选择第八章分离设备的处理能力和效率3本章将要研究传质设备问题，重点分析和讨论影响气液传质设备的处理能力和效率的因素，确定效率的经验方法和机理模型。同时还对气液和液液传质设备的选型问题进行了研讨。第八章分离设备的处理能力和效率4

2、8.1气液传质设备的处理能力和效率气液分离设备分类微分接触式（填料塔）气液分离设备逐级接触式（板式塔）58.1气液传质设备的处理能力和效率逐级接触式（板式塔）在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，两相组成沿塔高呈阶跃式变化。板式塔溶剂气体68.1气液传质设备的处理能力和效率微分接触式（填料塔）圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液体经塔顶喷淋装置均

3、匀分布于填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后自塔底排出；气体在压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高连续变化。溶剂填料塔气体78.1气液传质设备的处理能力和效率气液传质设备处理能力的影响因素8.1.1液泛雾沫夹带压力降停留时间88.1.1气液传质设备处理能力的影响因素夹带液泛和溢流液泛夹带液泛：过量液沫夹带引起。板间距过小，塔板上操作液流量过大，上升气速过高时，液体被气体夹带到上层塔板的量增加很快，塔板间将充满气、液混合物，引发液泛。溢流液泛：液体在降液

4、管内受阻不能及时往下流动而在板上积累所致。Hdhf+hHTh0howhw98.1.1气液传质设备处理能力的影响因素液泛的影响任何逆流流动的分离设备的处理能力都受到液泛的限制，液泛气速大，设备的处理能力大。对于板式塔气液分离设备，液泛气速随L/V的减小和板间距的增加而提高。对于填料塔，由于规整填料的流道具有更大的连贯性，所以，对具有相同空隙率的填料塔，规整填料塔的处理能力比乱堆填料塔要大。此外，随着L/V的减小，液体粘度（液膜厚度）的减小、填料空隙率的增加和比表面积的减少，液泛气速增加。108.1.1气液传质设备处理能力的影响因素雾沫

5、夹带的影响雾沫夹带是气液两相的物理分离不完全的现象，由于它对级效率有不利的影响，并增加了级间流量，在分离设备中雾沫夹带常常表现为处理能力的极限。雾沫夹带随板间距的减小而增加，随塔负荷的增加急剧上升。在低的L/V或低压下，雾沫夹带是限制处理能力的主要因素。118.1.1气液传质设备处理能力的影响因素压力降的影响与处理能力密切相关的另一个因素是接触设备中的压力降。对于减压分离过程，压力降存在某个上限，往往成为限制设备处理能力的主要因素。此外，在板式塔中，板与板之间的压力降是构成降液管内液位高度的重要组成部分，因此，过高的压力降就可能引起液泛

6、。有效长度泡沫hlhfhowHTh0128.1.1气液传质设备处理能力的影响因素停留时间的影响对于给定的设备，限制处理能力的另一个因素是获得适宜效率所需要的流体的停留时间。接触相在设备内的停留时间越长，则级效率越高，但处理能力低。若处理能力过高，物流通过一个级的流速增加，则级效率通常降低，产品达不到分离要求。13气液传质设备的效率的表示方法8.1.2全塔效率板效率点效率等板高度8.1气液传质设备的处理能力和效率14塔板是塔设备中用来进行两相接触传质和流动再分布的平台。斜孔塔板浮阀塔板泡罩塔板喷射填料塔板8.1.1气液传质设备处理能力的影

7、响因素158.1.1气液传质设备处理能力的影响因素实际板与理论板的差异理论板实际板1.离开板的气液相浓度达到平衡；达到平衡要无限长时间。影响因素：塔板结构、流动情况和物性等。2.气液两相完全混合，板上浓度均一；板上液相浓度径向分布，液体入口处浓度高，进入的气相各点浓度不相同。3.均匀流动，各点停留时间相同；不均匀流动，各点停留时间不同。4.无雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等。有雾沫夹带、漏液、液相泡沫夹带等。引入效率的概念168.1.1气液传质设备处理能力的影响因素板效率概述（1）板效率就是塔设备中实际板与理论板差异的定量描述。（2）板效

8、率与传质速率、板上汽液两相混合情况、非理想流动以及级间返混（雾沫夹带，泡沫夹带，漏液）等因素有关。178.1.2气液传质设备的效率及其影响因素全塔效率（ET）全塔效率：完成给定分离任务所须理论板与实际板之比