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陈敏恒_化工原理课件_第十章

2012-09-27 1页 ppt 404KB 42阅读

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陈敏恒_化工原理课件_第十章nullnull 第10章 气液传质设备 基本上分为:逐级接触式(如板式塔) 微分接触式(如填料塔) 10.1 板式塔 10.1.1 概述 一、板式塔的设计意图 (1)使汽液两相在塔板上充分接触,减少传质 阻力 (2)总体上使两相保持逆流流动,在塔板上使 两相呈均匀的错流接触,以获得最大传 质推动力null...
陈敏恒_化工原理课件_第十章
nullnull 第10章 气液传质设备 基本上分为:逐级接触式(如板式塔) 微分接触式(如填料塔) 10.1 板式塔 10.1.1 概述 一、板式塔的设计意图 (1)使汽液两相在塔板上充分接触,减少传质 阻力 (2)总体上使两相保持逆流流动,在塔板上使 两相呈均匀的错流接触,以获得最大传 质推动力nullnull二、筛板塔的构造 (1)筛孔 塔板上气体通道,Φ3~8mm (2)溢流堰 板塔上液层高度很大程度上由堰高决定 (3)降液管 液体自上层塔板流至下层塔板的通道 注意:null10.1.2 筛板上的汽液接触状态 (1)鼓泡接触状态 传质面:气泡表面(湍动程度很低); 传质阻力较大 (2)泡沫接触状态 传质表面:不断更新的液膜表面; 传质阻力较小 (3)喷射接触状态 传质表面:不断更新的液滴表面; 传质阻力较小 实际应用中,两相接触一般为(2)、(3) null10.1.3 气体通过筛板的阻力损失 气体通过筛孔及板上液层时,必有阻力,由此造成塔板上下空间对应位置上的压强差称为板压强降。 板压降由干板压降和液层压降组成 注意: 低气速时,液层压降占主导地位 高气速时,干板压降占主导地位null10.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动 一、空间上的反向流动 (1)液沫夹带 与液体主流方向相反,属返混,对传质不利。 两种机理:小液滴是由于气流的裹挟; 大液滴起因于弹溅作用。 液沫夹带与板间距有关,板间距↓,夹带量↑ (2)气泡夹带 a 与气体主流方向相反,对传质不利; b 降低了降液管内泡沫层平均密度,使降液管的通过能力减小,严重时会破坏塔正常操作null为避免气泡夹带 a 靠近溢流堰一狭长区域上不开孔 b 液体在降液管内应有足够的停留时间 二、空间上的不均匀流动 (1)气体沿塔板的不均匀流动 由液面落差造成;对传质不利。 (2)液体沿塔板的不均匀流动 当液体流量较低时,该现象尤为严重; 对传质不利。null 10.1.5 不正常操作现象 (1)夹带液泛 同样气速下, e’↑, 使L+e’↑, 液层厚度↑ e’ ↑ ↑, 形成恶性循环 (2)溢流液泛 降液管通过能力的限制 (3)漏液 严重漏液会使板上不能积液 null1.5 效率的各种表示方法 ①点效率 与两相接触状态有关 ②默弗里板效率 与点效率、板上流动情况有关 ③湿板效率 考虑板间eV 正常操作漏液可忽略 例精馏段:null表观气相浓度 表观操作线 湿板效率 测定方法:全回流 , ④全塔效率 塔效率≠板效率 null10.1.7 塔板的负荷性能图 ⑴过量液沫夹带线 eV=0.1kg液/kg干气 ⑵漏液线 ⑶溢流液泛线 ⑷液量下限线 ⑸液量上限线 null10.2 填料塔 10.2.1 填料塔的结构及填料特征 一、填料塔的结构 null二、填料特性的评价 ①比表面 ②空隙率 ③填料的几何形状 优良填料还要满足: 制造容易,造价低廉,耐腐蚀,机械强度 三、几种常用的填料nullnull填料层堆放方式: ①乱堆填料:有液体均布能力, 有液体向壁偏流现象,要有再分布器 ②整砌填料:无液体均布能力, 无偏流现象,要有严格的预分布器 null10.2.2 气液两相在填料层内的流动 一、液体在填料层内的流动 (1)液体成膜条件 (2)填料塔内液膜表面的更新 (3)填料塔内的液体分布 二、气体在填料层内的流动 近似于流体在颗粒层内的流动 但气体在填料层内的流动一般处于湍流状态null三、气液两相流动的交互影响 载点----气液两相流动的交互影响开始变得显著 泛点----气量微小增加而造成持液量大大增加, Δp直线上升null四、填料塔的操作范围 (1)等板高度 分离效果相当于一块理论板的填料层高度 显然,等板高度小,填料分离性能好。null(2)填料塔的操作范围 A区:两相湍动程度差,传质速率小, 大  B区:两相交互作用,湍动剧烈,强化传质,   C区:进入泛点,传质恶化,null10.2.3 填料塔与板式塔的比较 ①操作范围 填料塔范围小,尤其是液量范围小 ②物料适应性 填料塔不宜处理含固体的物料,适宜于易起泡、腐蚀性、热敏性物料 ③中间换热或出料 板式塔方便 ④压降 填料塔压降小,易真空操作
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