化工單元操作與設(shè)備之氣液傳質(zhì)設(shè)備

化工單元操作與設(shè)備之氣液傳質(zhì)設(shè)備第1頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)氣液傳質(zhì)設(shè)備類型與基本要求

逐級(jí)接觸式：板式塔塔內(nèi)氣液傳質(zhì)情況情況連續(xù)接觸式：填料塔逆流操作優(yōu)點(diǎn)：傳質(zhì)推動(dòng)力大；第2頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)氣液傳質(zhì)設(shè)備性能的要求：1、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度大；2、傳質(zhì)效率高；3、流體阻力?。?、操作彈性大；5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，安裝檢修方便。第3頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)板式塔主要結(jié)構(gòu)：塔體、塔板；有溢流裝置板式塔無(wú)溢流裝置（穿流式）一、篩孔塔板的結(jié)構(gòu)及作用1、篩孔第4頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作用：氣體上升的通道

干板阻力氣體的流動(dòng)阻力液體重力開(kāi)孔率：篩孔的總面積與篩孔所在的塔板面積之比。與板壓降有關(guān)。第6頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、溢流堰種類：齒形堰，平直堰。3、降液管作用：液體下降的通道。弓形種類：圓形參數(shù)：底隙高度、降液管高度、流通截面積；第7頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月要求：1、流通截面積影響液體下降的流速，流動(dòng)阻力；2、高度應(yīng)滿足正常操作；3、體積足可讓氣液完全分離；4、面積不宜大，影響傳質(zhì)面積；第8頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、塔板上液流的安排考慮因素：流徑長(zhǎng)，液面落差小，利于傳質(zhì)；單流型、雙流型、多流型等；第9頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、塔板上氣液流動(dòng)和接觸狀況

1、塔板上氣液兩相接觸狀態(tài)鼓泡接觸：液體為連續(xù)相，氣體為分散相；泡沫接觸：液體為連續(xù)相，氣體為分散相；噴射接觸：液體為分散相，氣體為連續(xù)相；第10頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、塔板上氣液的非理想流動(dòng)（1）返混現(xiàn)象A、液（霧）沫夾帶原因：氣速大，板間距?。坏?2頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B、氣泡夾帶原因：降液管太短；結(jié)果：造成傳質(zhì)推動(dòng)力下降，效率下降；第13頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）氣體和液體的不均勻分布?xì)怏w：由于塔板上的液層厚度不同，導(dǎo)致上升氣體沿塔板的不均勻分布；液體：塔板中央流徑短，流速大，阻力??；兩端流徑長(zhǎng)，流速小，阻力大；結(jié)果：不均勻分布使氣液的傳質(zhì)量降低，分離效果下降；第14頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）漏液特點(diǎn)：隨機(jī)性、傾向性；影響因素：氣體流量；第15頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、板式塔的不正常操作（1）液泛（淹塔）：降液管液泛、夾帶液泛產(chǎn)生原因：液體或氣體流量太大；解決方法：降低氣體速度（低于泛點(diǎn)氣速），增加板間距；第16頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）嚴(yán)重漏液原因：上升氣速太小；解決方法：使上升氣體的流速高于漏液點(diǎn)氣速；第17頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、全塔效率和單板效率1、全塔效率2、單板效率：第18頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、板式塔的設(shè)計(jì)（略）五、其它類型塔板簡(jiǎn)述1、泡罩塔板第19頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作：第20頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，無(wú)漏液，易于操作；缺點(diǎn)：氣體阻力大，壓降大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝檢修困難；第21頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、浮閥塔板第22頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作狀態(tài)：第23頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月浮動(dòng)舌形塔板：第24頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)：氣流水平吹出，氣液傳質(zhì)效果好；生產(chǎn)能

力大，操作彈性大，板效率高壓降小；缺點(diǎn)：氣量小時(shí)漏液較嚴(yán)重，浮動(dòng)閥片有卡死、脫落現(xiàn)象；第25頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、垂直篩板4、無(wú)溢流塔板第26頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)填料塔一、填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性1、結(jié)構(gòu)：塔體、填料液體分布器填料壓板填料支承裝置封頭。第27頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、操作壁流現(xiàn)象：液體偏向塔壁匯流的現(xiàn)象。3、填料（1）種類：整砌和亂堆（散裝）；（2）特性：

a、比表面積α：?jiǎn)挝惑w積填料的表面積，單位是m2/m3；第28頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b、空隙率ε單位體積填料層具有的空隙的體積，m3/m3；干填料因子

c、填料因子，m-1;

濕填料因子表示氣體通過(guò)填料層時(shí)的流動(dòng)特性的優(yōu)劣，反映了堆積后填料的性能。

d、單位體積內(nèi)堆積填料的數(shù)目n：與填料的尺寸有關(guān)。第29頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月e、堆積密度ρ(3)常用填料a、拉西環(huán)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉；但高徑比太大，容易形成線接觸，降低傳質(zhì)面積。b、鮑爾環(huán)特點(diǎn)：液體湍動(dòng)程度高，流動(dòng)阻力小，傳質(zhì)面積、效率大；第30頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

c、階梯環(huán)

d、弧鞍形填料e、矩鞍形填料f、金屬環(huán)矩鞍形填料第31頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特性1、氣體通過(guò)填料層的壓降(1)隨著氣體速度的增加,壓降在增加;(2)三個(gè)區(qū)域:恒持液量區(qū),載液區(qū),液泛區(qū);(3)兩個(gè)點(diǎn):載點(diǎn)(A)

泛點(diǎn)(B);第32頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、泛點(diǎn)氣速的計(jì)算（略）3、持液量（1）影響填料支承的強(qiáng)度和氣體的流動(dòng)阻力；（2）靜持液量和動(dòng)持液量；第33頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、塔徑的計(jì)算u:空塔氣速，m/s；第34頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、填料塔的附件1、填料支承裝置要求：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，空隙率大于填料的空隙率；種類：柵板支承和升氣管支承；第35頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、液體分布裝置作用：均布液體種類：蓮蓬頭式、多孔管式、槽（sgmj）式等；第36頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、液體再分布器作用：避免液體的壁流現(xiàn)象；種類：第37頁(yè)，課件共40頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、液體出口裝置特點(diǎn)：維持一定高度，防止氣體被帶出。5、氣體進(jìn)口裝置特點(diǎn)：均布?xì)怏w；防止液體進(jìn)入氣體管路。第