第八章气液传质设备

第八章气液传质设备 主讲:吕利霞

第一节气液传质设备类型与基本要求 逐级接触式：板式塔塔内气液传质情况情况连续接触式：填料塔逆流操作优点：传质推动力大；

1、生产能力和生产强度大； 2、传质效率高； 3、流体阻力小； 4、操作弹性大； 5、结构简单，投资少，安装检修方便。对气液传质设备性能的要求：

第二节板式塔 主要结构：塔体、塔板；有溢流装置板式塔无溢流装置（穿流式）一、筛孔塔板的结构及作用 1、筛孔

作用：气体上升的通道 干板阻力气体的流动阻力液体重力开孔率：筛孔的总面积与筛孔所在的塔板面积之比。与板压降有关。

2、溢流堰 种类：齿形堰，平直堰。 3、降液管作用：液体下降的通道。弓形种类：圆形参数：底隙高度、降液管高度、流通截面积；

要求： 1、流通截面积影响液体下降的流速，流动阻力； 2、高度应满足正常操作； 3、体积足可让气液完全分离； 4、面积不宜大，影响传质面积；

4、塔板上液流的安排 考虑因素：流径长，液面落差小，利于传质；单流型、双流型、多流型等；

二、塔板上气液流动和接触状况 1、塔板上气液两相接触状态鼓泡接触：液体为连续相，气体为分散相；泡沫接触：液体为连续相，气体为分散相；喷射接触：液体为分散相，气体为连续相；

2、塔板上气液的非理想流动 （1）返混现象 A 、液（雾）沫夹带原因：气速大，板间距小；

B、气泡夹带 原因：降液管太短；结果：造成传质推动力下降，效率下降；

（2）气体和液体的不均匀分布 气体：由于塔板上的液层厚度不同，导致上升气体沿塔板的不均匀分布；液体：塔板中央流径短，流速大，阻力小；两端流径长，流速小，阻力大；结果：不均匀分布使气液的传质量降低，分离效果下降；

（3）漏液 特点：随机性、倾向性；影响因素：气体流量；

3、板式塔的不正常操作 （1）液泛（淹塔）：降液管液泛、夹带液泛产生原因：液体或气体流量太大；解决方法：降低气体速度（低于泛点气速），增加板间距；

（2）严重漏液 原因：上升气速太小；解决方法：使上升气体的流速高于漏液点气速；

三、全塔效率和单板效率 1、全塔效率 2、单板效率：

四、板式塔的设计（略） 五、其它类型塔板简述 1、泡罩塔板

操作：

优点：操作弹性大，无漏液，易于操作； 缺点：气体阻力大，压降大；结构复杂，安装检修困难；

2、浮阀塔板

操作状态：

浮动舌形塔板：

优点：气流水平吹出，气液传质效果好；生产能 力大，操作弹性大，板效率高压降小；缺点：气量小时漏液较严重，浮动阀片有卡死、脱落现象；

3、垂直筛板 4、无溢流塔板

第三节填料塔 一、填料塔的结构及填料特性 1、结构：塔体、填料液体分布器填料压板填料支承装置封头。

2、操作 壁流现象：液体偏向塔壁汇流的现象。 3、填料（1）种类：整砌和乱堆（散装）；（2）特性：a、比表面积α：单位体积填料的表面积，单位是m2/m3；

b、空隙率ε 单位体积填料层具有的空隙的体积，m3/m3；干填料因子 c、填料因子，m-1; 湿填料因子表示气体通过填料层时的流动特性的优劣，反映了堆积后填料的性能。 d、单位体积内堆积填料的数目n：与填料的尺寸有关。

e、堆积密度ρ (3)常用填料 a、拉西环特点：结构简单，价格低廉；但高径比太大，容易形成线接触，降低传质面积。 b、鲍尔环特点：液体湍动程度高，流动阻力小，传质面积、效率大；

c、阶梯环 d、弧鞍形填料 e、矩鞍形填料 f、金属环矩鞍形填料

二、填料塔内的流体力学特性 1、气体通过填料层的压降 (1)随着气体速度的增加,压降在增加; (2)三个区域:恒持液量区,载液区,液泛区; (3)两个点:载点(A) 泛点(B);

2、泛点气速的计算（略） 3、持液量（1）影响填料支承的强度和气体的流动阻力；（2）静持液量和动持液量；

三、塔径的计算 u:空塔气速，m/s；

四、填料塔的附件 1、填料支承装置要求：有足够的机械强度，空隙率大于填料的空隙率；种类：栅板支承和升气管支承；

2、液体分布装置 作用：均布液体种类：莲蓬头式、多孔管式、槽（sgmj）式等；

3、液体再分布器 作用：避免液体的壁流现象；种类：

4、液体出口装置 特点：维持一定高度，防止气体被带出。 5、气体进口装置特点：均布气体；防止液体进入气体管路。

6、除沫器

第四节板式塔与填料塔的比较 1、板式塔：操作稳定，效率高，不易被堵塞，压降大； 2、填料塔：压降小，便于安装，可用于处理耐腐蚀介质；作弹性小，不宜处理有颗粒的物系。

第八章 气液传质设备