化工原理第11章气液传质设备

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1、第十一章气液传质设备Chapter11MassTransferEquipments第十一章气液传质设备Chapter11MassTransferEquipments概述（Introduction）概述（Introduction）气液传质设备的基本功能：形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效地进行，接触混合与传质后的气、液两相能及时分开，互不夹带等。气液传质设备的分类：气液传质设备的种类很多，按接触方式可分为连续（微分）接触式（填料塔）和逐级接触式（板式塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广。填料塔填料塔在圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液

2、体经塔顶喷淋装置均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；气体则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。溶剂填料塔气体散装填料塑料鲍尔环填料规整填料塑料丝网波纹填料板式塔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，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。板式塔溶剂

3、气体DJ塔盘新型塔板、填料填料塔和板式塔的主要对比填料塔和板式塔的主要对比板式塔填料塔压降较大小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填料较小空塔气速较大小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填料较大塔效率较稳定，效率较高传统填料低；新型乱堆及规整填料高持液量较大较小液气比适应范围较大对液量有一定要求安装检修较易较难材质常用金属材料金属及非金属材料均可造价大直径时较低新型填料投资较大填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸馏操作，不同的使用场合需根据各自的特点或优缺点进行综合比较与选择。从填料塔和板式塔主要的对比情况可以看出，新型填料及规整填料塔显示出了较强的竞争力。塔型选择塔型

4、选择过去，塔径在0.6~0.7米以上的塔，一般优先选用板式塔。近年来，随着低压降高效率轻材质填料的不断开发，许多大塔也开始采用各种新型填料作为传质构件，显示了明显的优越性。（1）生产能力即为单位时间单位塔截面上的处理量；（2）分离效率对板式塔指每层塔板的分离程度；对填料塔指单位高度填料层所达到的分离程度；（3）操作弹性指在负荷波动时维持操作稳定且保持较高分离效率的能力，通常以最大气速负荷与最小气速负荷之比表示；（4）压强降指气相通过每层塔板或单位高度填料的压强降；（5）结构繁简及制造成本。实际应用中，上述各项指标的重要性和优选顺序因其具体情况的差异而会有所

5、不同。选择塔型或进行塔设备评价，主要需考虑以下几个方面的基本性能指标：板式塔Plate(tray)tower板式塔Plate(tray)tower塔板类型塔板是板式塔的基本构件，对塔的基本性能有着决定性作用。液相降液管堰气相溢流塔板（错流式塔板）：塔板间有专供液体溢流的降液管（也称溢流管），横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。有降液管的溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：泡罩

6、塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等等。塔板类型塔板类型逆流塔板（穿流式塔板）：塔板间没有降液管，气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠气体速度维持。这种塔板结构简单，板上无液面差，板面充分利用，生产能力较大，但板效率及操作弹性通常不及溢流塔板。与溢流式塔板相比，逆流式塔板应用范围小得多，常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。液相气相泡罩塔板（Bubble-capTray）泡罩塔板（Bubble-capTray）泡罩塔板是最早（1813年）在工业上应用的一种塔板，其主要元件由升气管和泡罩构成，泡罩安装在升气管顶部，泡罩底

7、缘开有若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。操作时，液体横向通过塔板经溢流堰流入降液管。气体则沿升气管上升折流经泡罩齿缝分散进入液层，形成两相混合的鼓泡区。由于有升气管，泡罩塔板即使在低气速下操作，也不致产生严重的漏液现象。泡罩塔板操作稳定，弹性大，在工业生产中曾是一种广为应用的板型。其缺点是结构复杂，造价高，塔板压降大，生产强度低，近几十年逐渐被筛孔塔板、浮阀塔板等所取代。筛孔塔板（SieveTray）筛孔塔板（SieveTray）筛孔塔板即筛板出现也较早（1830年），是结构最简单的一种板型。但由于早期对其性能认

8、识不足，为易漏液、操作弹性小、难以稳定操作等问题所困，使用受到极大