《化工传质与分离过程》第四章 气液传质设备

1、4.2.1 填料塔的结构与特点第四章 气液传质设备4.2 填料塔 4.2.2 填料的类型与性能评价4.2.3 填料塔的流体力学性能一、填料层的持液量二、填料层的压降三、液 泛 在泛点气速下，持液量的增多使液相由分散相变为连续相，而气相则由连续相变为分散相，此时气体呈气泡形式通过液层，气流出现脉动，液体被带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被破坏，此种情况称为液泛。 液泛时的空塔气速泛点气速 uFuF影响液泛的因素填料特性流体物性LLV液气比wL/wV三、液 泛分析 uFuFuFuF四、液体喷淋密度和填料表面的润湿 1.液体喷淋密度 单位塔截面积上单位时间内喷淋的液体体积液体喷淋密度。LUhm3/(

2、m2h)Lh 液体体积流量，m3/h 填料塔的截面积，m22.最小液体喷淋密度 为保证填料层的充分润湿，必须保证液体喷淋密度大于某一极限值 最小液体喷淋密度。Uminminmin)(WLULmin四、液体喷淋密度和填料表面的润湿 最小液体喷淋密度，m3/(m2h)最小喷淋密度计算式 最小润湿速率，m3/(mh)经验值五、返 混 在填料塔内，气液两相的逆流并不呈理想的活塞流状态，而是存在着不同程度的返混。 造成返混现象原因 返混的影响传质推动力变小，传质效率降低放大效应。v 填料层内的气液分布不均v 气体和液体在填料层内的沟流v 气液的湍流脉动使气液微团停留时间不一致4.2.1 填料塔的结构与特

3、点第四章 气液传质设备4.2 填料塔 4.2.2 填料的类型与性能评价4.2.3 填料塔的流体力学性能4.2.4 填料塔的内件一、 填料支承装置填料支承装置的作用是支承塔内的填料。填料支承装置类型栅板型 孔管型 驼峰型 二、填料压紧装置 填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下填料床层发生松动和跳动。 填料压紧装置类型栅板型 网板型 三、液体分布装置 液体分布装置作用是将进塔液体均匀分布，以喷洒在填料层的上方。液体分布装置类型喷头式 盘式 管式 槽式 槽盘式 喷头式液体分布器 盘式液体分布器 管式液体分布器 槽式液体分布器 槽盘式液体分布器 四、液体收集及再分布装置 液体沿填料层向下流动时，有

4、偏向塔壁流动的现象壁流。壁流导致填料层内气液分布不均，使传质效率下降。为减小壁流现象，可间隔一定高度在填料层内设置液体再分布装置。 液体收集及再分布装置类型截锥式 斜板式 槽盘式液体分布器 截锥式液体收集及再分布器 斜板式液体收集器 4.2.1 填料塔的结构与特点第四章 气液传质设备4.2 填料塔 4.2.2 填料的类型与性能评价4.2.3 填料塔的流体力学性能4.2.4 填料塔的内件4.2.5 填料塔的设计一、填料的选择 1.填料类型的选择 填料类型的选择考虑因素 v 填料的传质效率要高v 填料的通量要大v 填料的压降要低v 填料抗污堵性能强v 填料便于拆装、检修2.填料规格的选择 散装填料

5、常用的规格（公称直径） DN16 DN25 DN38 DN50 DN76(1)散装填料规格的选择 填料规格传质效率填料层压降选择原则：D/d 8塔径填料公称直径一、填料的选择 (2)规整填料规格的选择 规整填料常用的规格（比表面积）125 150 250 350 500 700 同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。故选用时，应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质以及设备投资、操作费用等方面综合考虑。 一、填料的选择 二、填料塔工艺尺寸的计算 1.塔径的计算 uVDs4操作气速 u 计算泛点气速法动能因子法用于散装填料塔计算用于规整填料

6、塔计算(1)泛点气速法液泛气速 uF操作气速 u100Fuu泛点率(安全系数)散装填料50/Fuu规整填料60/Fuu85%95%二、填料塔工艺尺寸的计算 贝恩霍根关联式 8/14/12 . 032)()()(lgLVVLLLVFWWKAaguA、K 关联式常数，由有关手册查出。 埃克特(Eckert)通用关联图 散装填料的泛点气速可用埃克特通用关联图计算。二、填料塔工艺尺寸的计算 埃克特通用关联图5 . 0)(LVVLWW横坐标纵坐标5 . 02)(LLVguLO2H(2) 动能因子法气相动能因子 F操作气速 uVuF气相动能因子 F的获得v 查有关填料手册v 由实验测定 二、填料塔工艺尺寸

7、的计算 2.填料层高度的计算 (1)传质单元高度法 ZHNOGOG(2)等板高度法 HETPNZT注意问题v 填料层的分段v 设计填料层高度 ZZ5 . 13 . 1二、填料塔工艺尺寸的计算 三、填料层压降的计算 1.散装填料压降的计算 由埃克特通用关联图计算2.规整填料压降的计算 v 由压降关联式计算v 由实验曲线计算计算方法计算方法5 . 0)(LVVLWW横坐标纵坐标5 . 02)(LLVguLO2H埃克特通用关联图课外资料：国内常用的填料手册1. 李锡源等. 新型工业塔填料应用手册散装填 料部分. 西安: 化学工业部第六设计院,19892. 刘乃鸿等. 工业塔新型规整填料应用手册. 天 津: 天津大学出版社,19933. 王树楹等. 现代填料塔技术指南.北京:中国石 化出版社,19984. 徐崇嗣等. 塔填料产品及技术手册.北京:化学 工业出版社,1995练 习 题 目思考题作业题: 31.填料塔的流体力学性能包括哪些方面，对填料 塔的传质过程有何影响？ 2.最小液体喷淋密度表示何种意义？3.填