气液两相在填料塔内逆流接触.ppt

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1、知识点编号：ZYKC20112902020903填料〖新课导入〗工业生产中，用于吸收的设备一般采用填料塔，其结构见视频1。塔身是一个直立式圆筒，塔内填充了一定高度的填料。下部有填料支撑装置用来支撑填料，填料以乱堆或整砌的方式放在支撑板上，上部装有填料压板。塔顶液体入口装有液体喷淋装置，以保证液体能均匀地喷淋到填料表面。当填料层高度较高时，由于液体的沟流与壁流现象，使得液体不能均匀分布，为了避免此种情况的发生，塔内的填料要分层安装，并在层与层之间设置液体再分布器。另外，为了保证出塔气体中尽量少的夹带液沫，要在塔顶设有除沫器。吸收操作时，液体吸收剂自塔顶喷淋而下，沿填料表面流下并润湿填料表面，然

2、后由塔底流出，气体由塔底进入，自下而上地经过润湿的填料表面并从塔顶排出。气液两相在填料塔内逆流接触，实现吸收质由气相向液相的转移。填料塔一、填料概述〖新课展开〗填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料。例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合。问题1填料塔内填料有何作用？回答------提供气液两相接触的传质表面，促使气液两相分散，并使液膜不断更新。二、填料的种类1．散装填料散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料

3、、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料。〖新课展开〗二、填料的种类1．散装填料（1）拉西环拉西环是工业上应用最早，使用最广泛的填料。常用的拉西环是高径比相等的空心圆柱，如图1所示。其壁厚在强度允许的范围内应尽量薄些，以提高空隙率。填料在塔内有两种充填方式：乱堆和整砌。乱堆时填料装卸方便，但气体阻力大，一般直径在50mm以下的填料都采用乱堆方式，而直径较大的填料一般采用整砌方式。另外，为适应不同介质的要求，常用的拉西环有陶瓷制作的、塑料制作的、还有用石墨等材质制作的。图1拉西环拉西环的缺点在于液体的沟流和壁流现象较为严重，操作弹性小，气体阻力大；其优点是结构简单，制造容易，造价

4、低，故广泛应用于工业生产中。〖新课展开〗二、填料的种类1．散装填料（2）鲍尔环鲍尔环是针对拉西环存在的缺点加以改进而发展起来的，它是在普通的拉西环壁上开有两排长方形窗口，且上下两层窗孔的位置是错开的，窗孔部分的环壁形成叶片，向环中心弯入，并在中心处搭接，如图2、图3所示，由此使得鲍尔环的内壁面得以充分利用，气液相阻力大为降低。与拉西环相比，鲍尔环的优点是气体阻力小，压降低，液体分布较均匀，操作弹性较大，因此，操作及控制比较简单，传质效果好。图2鲍尔环图3改型鲍尔环〖新课展开〗二、填料的种类1．散装填料（3）阶梯环阶梯环是对鲍尔环进行改进的产物，如图4、图5所示，结构与鲍尔环类似，只是高度通常

5、为直径的一半，并将圆筒的一端作成向外翻卷的喇叭口形状，喇叭口的高度约为环高的1/5。该填料的比表面积和空隙率都比较大，与鲍尔环相比，其流体阻力小，传质效率高，阶梯环是目前环形填料中性能较为优良的一种填料。图4塑料阶梯填料图5金属阶梯填料〖新课展开〗二、填料的种类1．散装填料（4）弧鞍与矩鞍填料鞍形填料是一种敞开形填料，包括弧鞍与矩鞍，其形状如图6、图7所示。矩鞍填料是由弧鞍填料改进而成，因此，相对于弧鞍填料，它具有较好的稳定性，其填充密度及流体分布都比较均匀。不仅效率较高，而且具有较大的空隙率，阻力较小，并且流体流道通顺，不易被固体悬浮物堵塞。图7矩鞍填料图6弧鞍填料〖新课展开〗二、填料的种

6、类1．散装填料（5）球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构如图8所示。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。图8球形填料问题2下列环形填料中性能最好的是（）A．拉西环B．鲍尔环C．阶梯环D．矩鞍填料C〖新课展开〗二、填料的种类2．规整填料规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、实体波纹填料、脉冲填料等。（1）格栅填料格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式，如图9。工

7、业止应用最早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。图9格栅填料〖新课展开〗二、填料的种类2．规整填料（2）实体波纹填料波纹填料包括丝网波纹填料和实体波纹填料两种。丝网波纹填料是用丝网制成一定形状的填料，如压延环、θ网环（如图10）、鞍形网、波纹板（如图11）等。丝