化工原理下册吸收课件.ppt

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1、第六章 吸收,何燕 2022年11月7日,第六章 吸收何燕,本讲内容：1. 吸收的依据和目的2. 工业吸收过程3. 吸收设备中气液两、相接触方式4. 吸收操作的分类,第一节概述,学习目标：掌握吸收的依据和目的以及吸收操作的分类。,本讲内容：1. 吸收的依据和目的2. 工业吸收过程3.,一、吸收的依据和目的,1、def吸收是分离气体混合物的单元操作。它利用适当液体吸收剂处理混合气体，利用混合气中各组分的溶解度不同而将气体混合物分离的操作。例如CO2和空气的分离。,2、吸收操作过程常用术语（1）吸收剂：吸收过程所用的液体，S；（2）吸收质：混合气中能被溶剂吸收组分，A；（3）惰性气：混合气中不能被

2、溶剂吸收组分，B；（4）吸收液：吸收操作所得溶液，A+S；（5）吸收尾气：排除的气体，B+（A）,一、吸收的依据和目的1、def吸收是分离气体混合物的单元操作,小结吸收的依据和目的,吸收依据：根据气体混合物各组分在某溶剂中的溶解度不同而进行分离。,吸收的目的：分离气体混合物（1）分离混合气体以获得一定的组分。（2）除去有害组分以净化或精制气体。（3）制备某种气体的溶液。（4）工业废气的治理。,小结吸收的依据和目的吸收依据：根据气体混合物各组分在某溶剂中,二、工业吸收过程,1、看图（煤气净化工艺）,二、工业吸收过程吸收与解吸流程含苯煤气脱苯煤气洗油苯水过热蒸,2、吸收需考虑下列问题（1）选合适的

3、吸收剂a.溶解度大b.选择性高c.再生容易d.挥发性小e.粘度低f.化学稳定性高g.腐蚀性低h.无毒、无害、价廉等,选择原则：经济、合理,(2)适当的气液传质设备,2、吸收需考虑下列问题选择原则：经济、合理(2)适当的气液传,三、吸收设备中气、液接触方式,1、板式塔：逐级接触式,2、填料塔：连续接触式,三、吸收设备中气、液接触方式1、板式塔：逐级接触式2、填料塔,四、吸收操作的分类,1. 根据溶质与溶剂是否反应：物理吸收和化学吸收2. 根据热效应：非等温吸收和等温吸收3. 根据被吸收溶质的数目：单组分吸收和多组分吸收4. 根据操作压力：常压吸收和加压吸收5. 根据溶质的浓度不同：低浓度吸收和高

4、浓度吸收 本章主要研究：常压、等温、填料塔中单组份、低浓度物理吸收,四、吸收操作的分类1. 根据溶质与溶剂是否反应：物理吸收和化,五、本章要解决的两个问题,1、吸收剂用量,2、填料层高度（塔高）,五、本章要解决的两个问题1、吸收剂用量2、填料层高度（塔高）,一、吸收传质的三个过程,第二节 传质机理,吸收过程涉及两相间的物质传递，包括三个步骤：溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递；溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的溶解过程；溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递。单相内物质传递的机理：分子扩散； 对流传质,一、吸收传质的三个过程第二节 传质机理界面溶解气相主

5、体液相主,第二节 传质机理,二、相组成的表示方法,1、质量分数w2、摩尔分数x,y3、质量浓度与密度4、物质的量浓度5、质量比W与质量分数w的关系6、摩尔比X(Y)与摩尔分数x(y)的关系7、理想混合气体组成的表示方法,第二节 传质机理二、相组成的表示方法1、质量分数w,摩尔分数换成质量分数,质量分数换成摩尔分数,练习：1、乙醇水溶液中，乙醇摩尔分数为0.2，要求转换为质量分数。 2、氨水中氨的质量分数为0.25，求氨水中氨的摩尔分数。,摩尔分数换成质量分数质量分数换成摩尔分数练习：1、乙醇水溶液,质量比与质量分数,摩尔比与摩尔分数液相气相,质量比与质量分数摩尔比与摩尔分数,理想混合气体组成的

6、表示方法,理想气体状态方程物质量之比等于压力之比摩尔分数等于体积分数,理想混合气体组成的表示方法理想气体状态方程,作业：P63 6-1 6-2,一、吸收传质的三个过程,二、 传质机理,吸收过程涉及两相间的物质传递，包括三个步骤：溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递；溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的溶解过程；溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递。单相内物质传递的机理：分子扩散； 对流传质,一、吸收传质的三个过程二、 传质机理界面溶解气相主体液相主体,1、扩散现象,（1）相内传质推动力浓度差（2）流体质点无宏观运动分子扩散（3）有宏观运动湍流扩散（涡流扩散

7、）（4）分子扩散与涡流扩散合称对流扩散,二、相内传质,1、扩散现象（1）相内传质推动力浓度差二、相内传质,2、分子扩散,（1）费克定律,费克定律：设均想混合物由A、B两个组分组成，由于各处浓度不等而发生分子扩散。扩散过程进行的快慢可用单位时间内通过垂直于扩散方向的单位面积传递的物质的量来度量，称为扩散通量或扩散速率 其表达式为：,JA:A组分在Z方向上的扩散速率，kmol/(m2.s) :A组分在扩散方向Z上的浓度梯度，kmol/m4DAB:A在B中的扩散系数，m2/s,2、分子扩散（1）费克定律费克定律：设均想混合物由A、B两个,（2）等摩尔反向扩散（通过扩散截面净的物质的量为零）,分离变量

8、积分得：,对于理想气体：,（2）等摩尔反向扩散（通过扩散截面净的物质的量为零）分离变量,（3）单向扩散,由费克定律，分离变量积分，得,需用的代换式子,由,漂流因子,有与扩散方向一致的主体流动,即,（3）单向扩散由费克定律，分离变量积分，得需用的代换式子由漂,（4）扩散系数A.是物性，影响因素（T、P、各组分的性质等）多，由实验测定或经验公式估算B.气体扩散系数数量级，查表C.液体扩散系数数量级，查表,（4）扩散系数,（5）相内传质系数与传质阻力,定常等摩尔反向扩散,定常单向扩散,统一写为,（5）相内传质系数与传质阻力定常等摩尔反向扩散定常单向扩散统,3、对流扩散,（1）对流传质的扩散速率（2）

9、对流传质的传质速率,3、对流扩散（1）对流传质的扩散速率,1、双膜理论模型,三、相际传质,1、双膜理论模型气膜液膜传质方向气相主体液相主体ppicic,（1）虚拟膜（分子扩散）（2）在膜层以外的气液两相中心区，充分湍动，浓度均匀，阻力集中于虚拟膜层内（3）在相界面处气液两相达与平衡，相界面无传质阻力,（1）虚拟膜（分子扩散）,2、讨论,（1）合理性（2）局限性（3）其他传质理论,2、讨论（1）合理性,小结,1、费克定律2、等摩尔反向扩散3、单向扩散，漂流因子4、扩散系数5、传质推动力，传质阻力6、双膜理论,小结1、费克定律,作业,P.63 6-4,作业P.63 6-4,第三节吸收过程的气液相平

10、衡关系,一、气体在液体中的溶解度,1、平衡溶解度,（1）相平衡概念,（2）平衡分压、溶解度,（3）溶解度曲线,第三节吸收过程的气液相平衡关系一、气体在液体中的溶解度1、平,液相中氨的摩尔分数,气相中氨的分压,在相同液相浓度下，温度高时气相平衡分压高；在相同气相分压下，温度高时液相平衡浓度小。,图 6-10 不同温度下氨在水中的平衡溶解度,液相中氨的摩尔分数气相中氨的分压50 oC40 oC30 o,液相中SO2摩尔分数,气相中SO2摩尔分数,50 oC,40 oC,30 oC,20 oC,图 6-11 101.3kPa下SO2在水中的平衡溶解度曲线,液相中SO2摩尔分数气相中SO2摩尔分数50

11、 oC40 oC,2、影响平衡的主要因素,（1）吸收剂性质的影响,（2）总压强的影响,（3）温度的影响,（表6-6）,（图6-13）,（图6-10、6-11、6-12）,2、影响平衡的主要因素（1）吸收剂性质的影响（2）总压强的影,结论： 采用溶解度大，选择性好的吸收剂，提高操作压强，降低操作温度有利于吸收。,结论：,二、亨利定律,亨利定律是气液平衡关系的一个特例，适用于气体溶解后形成的溶液为希溶液的情况,总压不高时（约小于500kPa），在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数。其数学表达式：,二、亨利定律亨利定律是气液平衡关系的一个特

12、例，适用于气,讨论：,1）E的影响因素：溶质、溶剂、T 物系一定，,2）E大的，溶解度小，难溶气体 E小的，溶解度大，易溶气体,3）E的来源：实验测得；查手册,35,讨论：1）E的影响因素：溶质、溶剂、T2）E大的，溶解度小，,1）,（二）亨利定律其它形式,H与E的关系：,36,1）（二）亨利定律其它形式H溶解度系数， kmol/（m,H的讨论：1）H大，溶解度大，易溶气体 2）P对H影响小，,2）,m相平衡常数，无因次。,37,H的讨论：1）H大，溶解度大，易溶气体2） m相平衡常,m与E的关系 ：,m的讨论：1）m大，溶解度小，难溶气体 2）,38,m与E的关系 ：m的讨论：1）m大，溶解

13、度小，难溶气体38,3）,39,若 m =1或稀溶液，XA很小，则,3）39若 m =1或稀溶液，XA很小，则,例 6-7,压强为101.3kPa、温度为20时，测出100g水中含氨2g，此时溶液上方氨的平衡分压为1.60kPa。试求E、m、H。,例 6-7压强为101.3kPa、温度为20时，测出100,1、相际传质方向的判断,三、气液相平衡与吸收过程的关系,Y*=mX,若 Y Y*，吸收过程,若 Y = Y*，平衡过程,若 Y Y*，解吸过程,X*= Y/m,若 X X*，解吸过程,若 X = X*，平衡过程,若 X X*，吸收过程,1、相际传质方向的判断三、气液相平衡与吸收过程的关系Y*

14、=m,X,Y,Y*,X*,o,A（X,Y）,传质的方向判断,气相推动力,液相推动力,平衡线上方的状态点发生吸收；在平衡线下方各状态点放生解吸；位于平衡线上的点则处于平衡状态。,XYY*X*oEA（X,Y）传质的方向判断气相推动力液相推动,2、相际传质的推动力,吸收 y - y* 0 y x不是传质推动力，因为不同相 x* - x 0 , pA- pA* 0， cA* - cA 0 解吸 y* - y 0 ， x - x* 0 ， pA* - pA 0 cA - cA* 0,2、相际传质的推动力吸收,3、相际传质的极限,y - y* 0为吸收过程， x ，当x x* 时，液相浓度达到最大，即平衡

15、。,3、相际传质的极限y - y* 0为吸收过程， x ，当,例 6-10,理想气体混合物中溶质A的含量为0.06（体积分数），与溶质A含量为0.012（摩尔比）的水溶液相接触，此系统的平衡关系为Y*=2.52X。判断传质进行的方向；计算过程的传质推动力。,例 6-10理想气体混合物中溶质A的含量为0.06（体积分数,练习：在总压1200kPa、温度303K下，含CO25%（体积分数）的气体与含CO2为1.0g/L的水溶液相遇，问：会发生吸收还是脱吸？以分压差表示的推动力有多大？若要改变其传质方向可采取哪些措施？,解吸,另解,练习：在总压1200kPa、温度303K下，含CO25%（体,小结,

16、1、溶解度曲线图2、有利于吸收的条件3、亨利定律不同的表达形式4、相际传质方向的判断,小结1、溶解度曲线图,作业,P.63 6-7 6-8 6-9,作业P.63 6-7 6-8 6-9,定常吸收过程的相传质包括三个步骤：,（1）A由气相主体到相界面，气相内传递；（2）A在相界面上溶解，溶解过程；（3）A自相界面到液相主体，液相内传递。,单相内传递方式：分子扩散；对流扩散 。,49,第四节 吸收过程的传质速率,定常吸收过程的相传质包括三个步骤： （1）A由气相主体到相界,分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存 在浓度差，则因分子无规则的热运动使 该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 这种现

17、象称为分子扩散。,扩散速率：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截 面积扩散的物质量，J表示， kmol/(m2s)。,50,分子扩散两种形式：等摩尔逆向扩散（蒸馏）组分A通过静止组分B的单向扩散（吸收）,分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存扩散速率：单位时,涡流扩散：流体作湍流运动时，若流体内部 存在浓度梯度，流体质点便会靠 质点的无规则运动，相互碰撞和 混合，组分从高浓度向低浓度方 向传递，这种现象称为涡流扩散。,涡流扩散：流体作湍流运动时，若流体内部,两相间传质的双模理论,相际对流传质三大模型：双膜模型 溶质渗透模型 表面更新模型,（一）双膜理论,52,两相间传质的双模理论相际对流

18、传质三大模型：双膜模型（一）双,双膜模型的基本论点（假设）,（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存 在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩 散方式通过气膜和液膜。,（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。,（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以 涡流扩散的形式传质。,双膜模型也称为双膜阻力模型,53,双膜模型的基本论点（假设） （1）气液两相存在一个稳定的相界,（一）气相传质速率方程,以气相分压差表示推动力的气相总传质 系数，kmol/（m2skPa）；,以气相摩尔分率差表示推动力的气相 总传质系数，kmol/（m2s）；,以气相摩尔比差表示推动力的气相 总传质系数，kmol/

19、（m2s）；,总传质速率方程,54,（一）气相传质速率方程 以气相分压差表示推动力的气相总传,（二）液相总传质速率方程,以液相浓度差表示推动力的液相总传 质系数，kmol/m2skmol/m3）；,以液相摩尔分率差表示推动力的液相 总传质系数，kmol/（m2s）；,以液相摩尔比差表示推动力的液相 总传质系数，kmol/（m2s）；,55,（二）液相总传质速率方程 以液相浓度差表,根据双膜理论,（三）总传质系数与单相传质分系数之间的关系,系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线,56,根据双膜理论 （三）总传质系数与单相传质分系数之间的关系系统,（四）总传质系数之间的关系,57,（四）总传质

20、系数之间的关系 57,（五）传质速率的控制,相间传质总阻力 = 液相(膜)阻力 +气相(膜)阻力,注意:传质系数、传质阻力 与推动力一一对应。,1.传质阻力,58,（五）传质速率的控制相间传质总阻力 = 液相(膜)阻力 +气,2.传质速率的控制步骤,（1）气膜控制,气膜控制：传质阻力主要集中在气相，此吸收过程 为气相阻力控制（气膜控制）。,H 较大易溶气体,气膜控制的特点：,59,2.传质速率的控制步骤（1）气膜控制气膜控制：传质阻力主要集,提高传质速率的措施：提高气体流速； 加强气相湍流程度。,（2）液膜控制,液膜控制：传质阻力主要集中在液相，此吸收过程 为液相阻力控制（液膜控制）,液膜控制

21、的特点：,H较小难溶气体,.,60,提高传质速率的措施：提高气体流速；（2）液膜控制液膜控制：传,提高传质速率的措施：提高液体流速； 加强液相湍流程度。,同理：,气膜控制：,液膜控制：,m小易溶气体,m大难溶气体,61,提高传质速率的措施：提高液体流速；同理：气膜控制：液膜控制：,小结：1、总传质速率方程：,2、气膜控制、液膜控制,小结：2、气膜控制、液膜控制,第五节 吸收塔的计算,一、物料衡算与操作线方程,二、吸收剂的用量最小液气比,三、填料层高度的计算,四、吸收塔的操作计算,五、解吸塔的计算,63,第五节 吸收塔的计算一、物料衡算与操作线方程二、吸收剂的用量,传质设备：,64,传质设备：6

22、4,操作型：核算； 操作条件与吸收结果的关系。,计算依据：物料衡算 相平衡 吸收速率方程,吸收塔的计算内容：,设计型：流向、流程、吸收剂用量、 吸收剂浓度、塔高、塔径,65,操作型：核算；计算依据：物料衡算吸收塔的计算内容： 设计型,一、物料衡算与操作线方程,物料衡算,定态，假设S不挥发，B不溶于S,全塔范围内，对A作物料衡算 ：,GY1+LX2=GY2+LX1,G（Y1Y2）=L（X1X2）,66,一、物料衡算与操作线方程物料衡算定态，假设S不挥发，B不溶于,X1=X2G（Y1Y2）/L,操作线方程式及操作线,（1）逆流吸收,GY+LX2=GY2+LX,Y2=Y1（1）,A被吸收的百分率，称

23、为回收率或吸收率。,67,X1=X2G（Y1Y2）/L操作线方程式及操作线（1）逆,同理：,逆流吸收操作线具有如下特点：,68,同理：逆流吸收操作线具有如下特点： XY1Y2X1X2ABY,3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系 统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。,2）操作线通过塔顶（稀端） A （X2，Y2）及塔底 （浓端） B （X1， Y1）;,1）定态，L、G、Y1、X2恒定，操作线在XY 坐标上为一直线，斜率为L/G 。 L/G为吸收 操作的液气比；,69,3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系 2）操作线,5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线 离平衡线

24、愈远吸收的推动力愈大；,4）吸收操作线在平衡线的上方，解吸操作线在平 衡线OE下方。,Y,X,X*,Y*,70,5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线4）吸收操作线在,（2）并流吸收,GY+LX=GY2+ LX2,71,（2）并流吸收G,Y2G,Y1L,X2L,X1V,Y L,逆流与并流的比较：,1）逆流推动力均匀，且,2） Y1大，逆流时Y1与X1在塔底相迂有利于提高X1； X2小，逆流时Y2与X2在塔顶相迂有利于降低Y2。,逆流与并流操作线练习,72,逆流与并流的比较：1）逆流推动力均匀，且2） Y1大，逆流时,Y1,Y2,Y3,X1,X2,X3,C,D,A,B,73,Y3 X2X1

25、Y1 Y2X2Y2X3CDABY1Y2,二、吸收剂的用量最小液气比,B1,X*1,P,74,二、吸收剂的用量最小液气比B1Y1Y2ABOEXYX2X1X,（一）最小液气比,最小液气比定义：针对一定的分离任务，操作条件和吸收物系一定，塔内某截面吸收推动力为零，达到分离程度所需塔高无穷大时的液气比。,最小液气比的计算,1.平衡曲线一般情况,75,（一）最小液气比最小液气比定义：针对一定的分离任务，操作条件,X*1与Y1相平衡的液相组成。,平衡关系符合亨利定律时：,2.平衡曲线为凸形曲线情况,76,X*1与Y1相平衡的液相组成。 平衡关系符合亨利定律时：,77,77,（二）操作液气比,78,（二）操

26、作液气比78,第六节 填料塔,一、填料塔的结构和填料性能,二、塔径的计算,三、填料塔的附件,79,第六节 填料塔一、填料塔的结构和填料性能二、塔径的计算三,一、 填料塔的结构特点,填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。,优点：生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大。,缺点：填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。,一、 填料塔的结构特点填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触,1. 填料,填料填料塔的核心部件,作用：提供塔内气液两相接触而进行传质和（或）传热的表面 塔填料与塔内件

27、一起决定填料塔的性能,传质面积：被湿润的填料表面,1. 填料填料填料塔的核心部件作用：提供塔内气液两相接触,2. 填料的几何特性（1） 公称直径 dp （2） 比表面积 at, （3） 空隙率 ， 与填料结构以及装填方式有关 （4） 堆积密度：（5） 填料因子 ：填料的比表面积与空隙率三次方的比值。它表示填料的流体力学性能，其值越小，表明流动阻力越小。,2. 填料的几何特性（1） 公称直径 dp,3.塔填料的分类,堆积方式：散堆，整砌,按基本构形：环形填料、鞍形填料和球形填料三个系列,1、散堆填料:,散堆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

28、粒填料。材料通常为陶瓷、金属、塑料、玻璃、石墨等。,陶瓷、金属、塑料金属丝,基材： 实体： 网状：,3.塔填料的分类堆积方式：散堆，整砌按基本构形：环形填料、鞍,在每一系列中，基于减少压强降、增大比表面积、增加气、液扰动和改善表面润湿性能的要求，形成了各自的发展序列。,在每一系列中，基于减少压强降、增大比表面积、增加气、液扰,（1）环形填料,1）拉西环填料,2）鲍尔环填料,（1）环形填料1）拉西环填料2）鲍尔环填料,3）阶梯环填料,4）三叶环填料,5）QH扁环,3）阶梯环填料4）三叶环填料5）QH扁环,（2）鞍形填料,1）弧鞍填料,2）矩鞍填料,（2）鞍形填料1）弧鞍填料2）矩鞍填料,3）环矩

29、鞍填料,3）环矩鞍填料,（3）球形填料,共轭环华南理工大学化工学院研制,（3）球形填料共轭环,双鞍环,RICTM填料,Impac填料,双鞍环RICTM填料 Impac填料,规整填料,格栅型填料,规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。,规整填料根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。,波纹填料,规整填料格栅型填料 规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌,化工原理下册吸收课件,规整波纹填料塔示意图,规整波纹填料塔示意图,塔填料的发展趋势,散堆填料朝着分离效率高、通量大、压降低、堆积时趋向于规整排列的方向发展，环壁开孔、环鞍结合、低高径比是散堆填料外形的发展趋势。规整填料的研

30、究重点由几何结构的优化转为表面结构的改进，成本合理的多层复合板网填料前景诱人。性能优越、价格低廉的塑料、陶瓷和其它新型材质的高效填料有广阔的发展前景。,塔填料的发展趋势散堆填料朝着分离效率高、通量大、压降低、堆积,散堆填料：投资省，装卸方便，对塔内件要求低规整填料：结构复杂，投资大，效率高综合性能 规整填料 散堆填料,散堆填料：投资省，装卸方便，对塔内件要求低,填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。,填料的选择,填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个方面：(1) 传质效率要高。一般而言，规整填料的传质效率高于散装

31、填料。 (2) 通量要大。在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。(3) 填料层的压降要低。(4) 填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。,填料种类的选择,填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足,从塔顶向下流动的液膜与填料表面的摩擦和与上升气体间的摩擦构成了液膜流动阻力。 液(/气)流量 液膜厚度 液膜厚度直接影响气体通过填料层的p、u液泛及塔内液体的持液量等流体力学性能。,填料塔的流体力学性能,流体力学性能包括：气体压降、液泛气速、持液量及液/气两相流体分布等。,从塔顶向下流动的液膜与填料表面的摩擦和与上升气体间的摩擦构成,压强降的大小决

32、定了填料塔的动力消耗，是设计过程的重要参数。常将不同喷淋量(包括LS=0)下，随气速变化的p分别画在同一个坐标上,气体通过填料层的压强降,恒定喷淋量下： 气速较低，填料表面液膜厚(液固间摩擦力和LS)，与u几乎无关；但比无喷淋量时阻力要大。 气速增至一定值后，气液间阻力不容忽视，液膜加厚出现拦液现象，载液线斜率2；但载点难测。 再增大气速至液体不能顺利下流，此时填料层中的持液量增加迅速，往往可以看到填料层的某个高度上出现“积液层”。 若此时不增加气速，积液层仍在扩大，则会达到“液泛”。此段斜率可以10。寻找u液泛,min：达液泛时速记录。,恒定喷淋量下：,液 泛,压强降急剧增大，塔的操作明显波

33、动，气流呈现脉动，液体发生激烈的轴向返混，致使塔的分离效率严重恶化。对于设计较为合理的塔，液泛多从塔顶部发生，出现明显的积液，并伴有严重的飞沫现象。泛点一般由pu关系线上的转折点来确定。一般认为液泛为填料塔正常操作的上限，通常取操作空塔气速u=(0.50.8)uf 影响液泛的主要因素：填料的几何形状、；流体物性：V、L、L；气液流量；流动状况。,液 泛压强降急剧增大，塔的操作明显波动，气流呈现脉动，液体,二、塔填料附件,a.填料支承结构,作用：支承塔内的填料。,二、塔填料附件a.填料支承结构作用：,b填料压紧装置,填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下填料床层发生松动和跳动。,b填料压紧装置

34、填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下填料,c. 液体分布器,多孔环管式,莲蓬头式,溢流管式,c. 液体分布器多孔环管式莲蓬头式溢流管式,d. 液体收集及再分布装置,液体沿填料层向下流动时，有偏向塔壁流动的现象，这种现象称为壁流。壁流将导致填料层内气液分布不均，使传质效率下降。为减小壁流现象，可间隔一定高度在填料层内设置液体再分布装置。,液体收集再分布装置,d. 液体收集及再分布装置液体沿填料层向下流动时，有偏向塔壁,三、 塔径的计算,D吸收塔塔径，m;VS 实际体积流量，m3/s;u 空塔气速， m3/s。,105,三、 塔径的计算D吸收塔塔径，m;105,气液两相在填料塔内逆流接触时 _

35、 是气液两相的主要传质面积。填料塔是连续接触式气液传质设备，塔内_为分散相，_为连续相，为保证操作过程中两相的良好接触，故填料吸收塔顶部要有良好的_装置。当填料塔操作气速达到泛点气速时_充满全塔空隙，此现象称为 _，此情况下_急剧升高为了使通过填料塔的压降小，应选择_ 大的填料。,填空题,气液两相在填料塔内逆流接触时 _ 是气液两,填料塔设计时，空塔气速一般取_气速的60%-80%，理由_ 。若填料层高度较高，为了有效地湿润填料，塔内应设置_装置。 一般而言，填料塔的压降 _板式塔压降。（， )鲍尔环比拉西环优越之处有（说出三点来）-。 当填料塔操作气速达到泛点气速时-充满全塔空隙并在塔顶形成

36、-，因而-急剧升高。,填料塔设计时，空塔气速一般取_气速的60%-80,填料的润湿表面气相液相液体分布 液体液泛压降空隙率液泛以免操作中因波动引起液泛液体再分布气体通量大；压降小；传质效率高液体；积液层；压降,参考答案,填料的润湿表面参考答案,（一） 填料塔结构,（二） 填料性能,液体分布器,液体再分布器,支承板,除沫器,填料,一、 填料塔的结构及填料性能,109,（一） 填料塔结构（二） 填料性能 液体分布器液体,2.填料特性,1）比表面积 a：单位堆积体积所具有的表面积， 1/m,2）空隙率： 单位体积填料所具有的空隙体积 ，m3/m3,3）干填料因子 ：a/3 湿填料因子液体喷淋下测得的

37、 a/3 。,1.作用：提供传质面积； 促使分散、湍动、液膜更新。,110,2.填料特性1）比表面积 a：单位堆积体积所具有的表面积，,（三） 常用填料,环形 （拉西环、鲍尔环、阶梯环）鞍形 （矩鞍形、弧鞍形）波纹形（板波纹、网状波纹）,堆放：整砌、乱堆,材料：陶瓷、金属、塑料,111,（三） 常用填料 环形 （拉西环、鲍尔环、阶梯环）形状堆放：,拉西环,鲍尔环,阶梯环,环,112,拉西环鲍尔环阶梯环环112,板波纹,丝网波纹,鞍形环,槽式液体分布器,113,板波纹丝网波纹鞍形环槽式液体分布器113,二、 塔径的计算,D吸收塔塔径，m;VS 实际体积流量，m3/s;u 空塔气速， m3/s。,114,二、 塔径的计算D吸收塔塔径，m;114,三、填料塔的附件,（一）支承板,（二）液体分布器,115,三、填料塔的附件（一）支承板（二）液体分布器115,管式 管式 槽式,莲蓬头式 盘式 盘式,116,管式 管式,（三）液体再分布器,截锥式 斜板式,（四）除沫器,折板除沫器 丝网除沫器,117,（三）液体再分布器截锥式,演示文稿的制作,内容讲解,一,自我拓展,二,作品欣赏,三,1,2,3,4,演示文稿的制作内容讲解一自我拓展二作品欣赏三1234,谢谢大家！,1,2,3,4,谢谢大家！1234,