西安交通大学化工原理课件_第十章_气液传质设备.pdf

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1、西第十章气液传质设备安交大化10.1填料塔工原10.2板式塔理电10.3塔设备的比较和选型子课件1返回10.1填料塔西安交大10.1.1填料塔和填料化一、填料塔的结构工填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行原传热、传质的塔设备，可用于吸收（解吸）、精馏和萃取等分离过程。填料塔不仅结构简单理，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等电优点，尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统子，此外，对于某些液气比较大的蒸馏或吸收操课作，也宜采用填料塔。件2返回二、填料西填料式填充于填料塔中

2、的材料，它是填料塔的主要内构件，其作用安是增加气、液两相的接触面积，并提高液体的湍动程度以利于传质、交传热的进行。因此填料应能使气、液接触面积大、传质系数高，同时大通量大而阻力小。表征填料特性的主要参数有：化1．比表面积工2．空隙度原3．单位堆体积内的填料数目n理4．堆积密度电5．干填料因子及填料因子子6．机械强度及化学稳定性课此外，性能优良的填料还必须满足制造容易、造价低廉等多方面的件要求。3返回西常用的填料可分为两大类：个体填料与规整填料。个体填料由实心的固体块、中空的环形填料、表面开口的鞍形填料等，其常用

3、的构造安材料包括陶瓷、金属、塑料（聚丙烯、聚氯乙烯等）、玻璃、石墨。交陶瓷填料耐腐蚀，但易碎，空隙率小；金属填料比表面积及空隙率大，通量大，效率高，但不锈钢价贵，普通钢易腐蚀；塑料填料比表大面积大，空隙率较高，但不耐高温。工业上常用的一些个体填料如化下。工原理电子课图10－2填料的形状件4返回西三、填料得选择安1、填料用材的选择交（1）当设备操作温度较低时，塑料能长期操作而不出现变形，在此大种情况下如果体系对塑料无溶胀时可考虑使用塑料，因其价格低、化性能良好。塑料填料的操作温度一般不超过1000C，玻璃纤维增强

4、的聚丙烯填料可达1200C左右。塑料除浓硫酸、浓硝酸等强酸外，有较工好的耐腐蚀性，但塑料表面对水溶液的润湿性差。原（2）陶瓷填料一般用于腐蚀性介质，尤其是高温时，但对HF和高理温下的HPO与碱不能使用。34电（3）金属材料一般耐高温，但不耐腐蚀。不锈钢可耐一般的酸碱腐子蚀（含C1－的酸除外），但价格较昂贵。课件5返回西2、填料类型的选择安首先取决于工艺要求，如所需理论级数，生产能力（气量），容交许压降，物料特性（液体黏度、气相和液相中是否有悬浮物或生产过大程中的聚合等）等，然后结合填料特性来选择，要求所选填料能

5、满足工艺要求，技术经济指标先进，易安装和维修。化由于规则填料气、液分布较均匀，放大效应小，技术指标由于乱工堆填料，故近年来规则填料的应用日趋广泛，尤其是大型塔和要求压原降低的塔，但装卸清洗较为困难。理对于生产能力（塔径）大，或分离要求较高，压降有限制的塔，选用孔板波纹填料较宜，如苯乙烯—乙苯精馏塔、润滑油减压塔等。电对于一些要求持液量较高的吸收体系中，一般用乱堆填料。乱堆填料子中，综合技术性能较优越是金属鞍环、阶梯环、其次是鲍尔环，再次课是矩鞍填料。件6返回西3、填料尺寸的选择安一般，填料尺寸（直径、波峰高）大

6、，则比表面小，通量（容许交气速）大，压降低，但效率（每米填料的理论半数）也低，故多用于大生产能力（处理气量）大的塔。化大型工业用规整填料塔常用波峰高12mm左右的板波填料（比表面约为250m2/m3）。工对于理论板数很多或塔高受厂房限制的场合，一般用小尺寸、高原比表面填料。理对于易结垢或易沉淀的物料通常用大尺寸的栅板（格栅）填料，电并在较高气速下操作。子课件7返回西10.1.2填料塔的留题力学性能于传质性能安一、填料塔内的流体流动交1、填料层中的流动大气体在填料层内的流动相当与气体在颗粒层内的流动。化2、气液两

7、相流动的交互影响和载点工载干填料层内，气体流量的增大，将使压降按1.8~2.0次方增长。原3、填料塔的液泛理当气液量达到某一定值时，两相交互作用恶性发展的结果会导致电液泛现象的出现。此时上升气流对液流的曳力加大到足以阻止液体子下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升。课件8返回西二、填料塔的水力学性能安1、压力降交反映填料层阻力的压降随填料的类型与尺寸不同而变化。大2、液泛化气速通常取泛点气速的50％～80％。填料塔的直径D：4Vs工D=3、载液pu原从正常到载液的过渡往往是一段圆滑曲线。理4、持液量持液

8、量指单位体积填料层载其空隙中所持有地液体量。电5、润湿速率喷淋密度液体体积流量/填料层截面积子润湿速率＝＝填料比表面填料层表面积/填料层体积课液体体积流量液体体积流量＝＝填料层表面积/填料层高度填料层得周边长件9返回西三、填料的传质性能安1.填料润湿表面的计算交22aWsc0.75GL0.1GL-0.05GL0.2=-1exp[1.45(-)()()()]2asamrgrsa大LLL化