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7,气液传质设备
7.1 板式塔
7.2 填料塔返回北京化工大学化工原理电子课件
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一,分类：
板式塔：逐级接触式,内装塔板,气液传质在板上液层空间内进行；
填料塔：连续接触式，内装填料，气液传质在填料润湿表面进行。
7,气液传质设备返回北京化工大学化工原理电子课件
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二、评价塔设备性能的指标
1,生产能力大；
2,分离效率高；
3,阻力小,压降低；
4,操作弹性大；
5,满足工业对生产设备的一般要求：结构简单,造价低,安装维修方便等 。
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4
三,塔设备研制开发思路
1,总体上保证气液两相呈 逆流流动提供最大的传质推动力
2,每块板上或填料层内保证气液 两相充分接触尽可能减小传质阻力
3,提供足够大的气液两相 通道保证 大通量,低压降,合适的弹性返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1 板式塔
7.1.1 概述
7.1.2 板式塔的类型
7.1.3 气体通过塔板的压力降
7.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动
7.1.5 不正常操作现象
7.1.6 塔板负荷性能图返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.1 概述返回北京化工大学化工原理电子课件
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一,板式塔的设计意图
1,在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触,为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面,以减小传质阻力；
2,在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动,以提供较大的传质推动力 。
板式塔,总体上气液呈逆流流动 ；
每块塔板上呈均匀错流 。
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二,气液两相接触状态鼓泡接触状态稳定的气泡表面泡沫接触状态更新的液膜表面喷射接触状态更新的液滴表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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1,鼓泡接触状态液体 —— 连续相 气体 —— 分散相两相接触面积：气泡表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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2,泡沫接触状态液体 —— 连续相 气体 —— 分散相两相接触面积：不断更新的液膜表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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气体 —— 连续相 液体 —— 分散相两相接触面积：不断更新的液滴表面
3,喷射接触状态返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.2 板式塔的类型一,泡罩塔返回北京化工大学化工原理电子课件
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二,筛板塔筛板塔的 主要结构,
1,筛孔
—— 提供气体上升的通道；
2,溢流堰
—— 维持塔板上一定高度的液层,以保证在塔板上气液两相有足够的接触面积；
3,降液管
—— 作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道 。
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三,浮阀塔返回北京化工大学化工原理电子课件
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三种塔板的比较,
1,生产能力,筛板 >浮阀 >泡罩；
2,压降,泡罩 >浮阀 >筛板；
3,操作弹性,浮阀 >泡罩 >筛板；
4,造价,泡罩 >浮阀 >筛板；
5,板效率,浮阀,筛板相当 >泡罩 。
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四、其它类型塔板
1.舌形塔板与浮动舌形塔板返回北京化工大学化工原理电子课件
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2,导向筛板返回北京化工大学化工原理电子课件
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3,ADV浮阀塔板返回北京化工大学化工原理电子课件
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22
ADV塔盘的鼓泡状态返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.3 气体通过塔板的压力降气量 ↑→ ΔHt↑
液量 ↑→ ΔHt↑
板结构：开孔率 ↑→u0 ↓→ ΔHt ↓
总压力降,ΔHt=h0+he
干板压降 h0
液层阻力 he压降由两部分构成影响因素返回北京化工大学化工原理电子课件
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液沫夹带气泡夹带气体液体反向流动 不均匀流动
7.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动一、液沫夹带气量 ↑ → 夹带量 ↑
板间距 HT↓ → 夹带量 ↑
要求液沫夹带量 eG≯ 0.1kg液沫 /kg干气主要影响因素返回北京化工大学化工原理电子课件
25
二、气泡夹带原因,液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及解脱，而被液体卷入下层塔板。
三、气体沿塔板的不均匀流动
1,液面有落差和液层波动，引起气体分布不均匀。
2,液层厚，阻力大，汽速小；
3,液层薄，阻力小，汽速大。
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27
四、液体沿塔板的不均匀流动返回北京化工大学化工原理电子课件
28
7.1.5 不正常操作现象返回北京化工大学化工原理电子课件
29
定义,液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内正常操作，称为液泛。
一、液泛液泛包括：夹带液泛、溢流液泛。
1、夹带液泛原因,由液沫夹带引起 — 汽速过大。
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30
与板间距 HT有关,HT↑ → uF↑
与液量有关,VL↑ → uF↓
与物系性质有关：易发泡,uF↓
影响液泛气速 uF 的因素：
适宜气速,u=(0.7-0.8)uF
u/uF—— 液泛分率
2、溢流液泛（降液管液泛）
原因,由降液管通过液体能力不够而引起
—— 液量过大 。
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31
综上所述，造成液泛的原因主要是 液量过大,
板压降过大 （即气量过大）或 降液管堵塞 。
气量过小 ；
塔板开孔率大。
二、严重漏液当气体孔速过小或气体分布不均匀时，使有的筛孔无气体通过，从而造成液体短路，大量液体由筛孔漏下。
产生原因返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.6 塔板负荷性能图返回北京化工大学化工原理电子课件
33
一、漏液线由发生漏液时的干板压降计算。
二、液体流量下限线由 how = 6mm 确定。
三、液体流量上限线由液体在降液管内的停留时间 τ =3?5s计算。
四、（溢流）液泛线由 Hd = φ (HT + hw)确定。
五、过量液沫夹带线由液沫夹带量 eG = 0.1kg液沫 /kg干气确定。
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一,分类：
板式塔：逐级接触式,内装塔板,气液传质在板上液层空间内进行；
填料塔：连续接触式，内装填料，气液传质在填料润湿表面进行。
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二、评价塔设备性能的指标
1,生产能力大；
2,分离效率高；
3,阻力小,压降低；
4,操作弹性大；
5,满足工业对生产设备的一般要求：结构简单,造价低,安装维修方便等 。
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三,塔设备研制开发思路
1,总体上保证气液两相呈 逆流流动提供最大的传质推动力
2,每块板上或填料层内保证气液 两相充分接触尽可能减小传质阻力
3,提供足够大的气液两相 通道保证 大通量,低压降,合适的弹性返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1 板式塔
7.1.1 概述
7.1.2 板式塔的类型
7.1.3 气体通过塔板的压力降
7.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动
7.1.5 不正常操作现象
7.1.6 塔板负荷性能图返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.1 概述返回北京化工大学化工原理电子课件
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一,板式塔的设计意图
1,在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触,为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面,以减小传质阻力；
2,在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动,以提供较大的传质推动力 。
板式塔,总体上气液呈逆流流动 ；
每块塔板上呈均匀错流 。
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二,气液两相接触状态鼓泡接触状态稳定的气泡表面泡沫接触状态更新的液膜表面喷射接触状态更新的液滴表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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1,鼓泡接触状态液体 —— 连续相 气体 —— 分散相两相接触面积：气泡表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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2,泡沫接触状态液体 —— 连续相 气体 —— 分散相两相接触面积：不断更新的液膜表面返回北京化工大学化工原理电子课件
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气体 —— 连续相 液体 —— 分散相两相接触面积：不断更新的液滴表面
3,喷射接触状态返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.2 板式塔的类型一,泡罩塔返回北京化工大学化工原理电子课件
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二,筛板塔筛板塔的 主要结构,
1,筛孔
—— 提供气体上升的通道；
2,溢流堰
—— 维持塔板上一定高度的液层,以保证在塔板上气液两相有足够的接触面积；
3,降液管
—— 作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道 。
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三种塔板的比较,
1,生产能力,筛板 >浮阀 >泡罩；
2,压降,泡罩 >浮阀 >筛板；
3,操作弹性,浮阀 >泡罩 >筛板；
4,造价,泡罩 >浮阀 >筛板；
5,板效率,浮阀,筛板相当 >泡罩 。
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1.舌形塔板与浮动舌形塔板返回北京化工大学化工原理电子课件
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液量 ↑→ ΔHt↑
板结构：开孔率 ↑→u0 ↓→ ΔHt ↓
总压力降,ΔHt=h0+he
干板压降 h0
液层阻力 he压降由两部分构成影响因素返回北京化工大学化工原理电子课件
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液沫夹带气泡夹带气体液体反向流动 不均匀流动
7.1.4 筛板塔内气液两相的非理想流动一、液沫夹带气量 ↑ → 夹带量 ↑
板间距 HT↓ → 夹带量 ↑
要求液沫夹带量 eG≯ 0.1kg液沫 /kg干气主要影响因素返回北京化工大学化工原理电子课件
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二、气泡夹带原因,液体在降液管中停留时间过短，气泡来不及解脱，而被液体卷入下层塔板。
三、气体沿塔板的不均匀流动
1,液面有落差和液层波动，引起气体分布不均匀。
2,液层厚，阻力大，汽速小；
3,液层薄，阻力小，汽速大。
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四、液体沿塔板的不均匀流动返回北京化工大学化工原理电子课件
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7.1.5 不正常操作现象返回北京化工大学化工原理电子课件
29
定义,液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内正常操作，称为液泛。
一、液泛液泛包括：夹带液泛、溢流液泛。
1、夹带液泛原因,由液沫夹带引起 — 汽速过大。
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与板间距 HT有关,HT↑ → uF↑
与液量有关,VL↑ → uF↓
与物系性质有关：易发泡,uF↓
影响液泛气速 uF 的因素：
适宜气速,u=(0.7-0.8)uF
u/uF—— 液泛分率
2、溢流液泛（降液管液泛）
原因,由降液管通过液体能力不够而引起
—— 液量过大 。
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31
综上所述，造成液泛的原因主要是 液量过大,
板压降过大 （即气量过大）或 降液管堵塞 。
气量过小 ；
塔板开孔率大。
二、严重漏液当气体孔速过小或气体分布不均匀时，使有的筛孔无气体通过，从而造成液体短路，大量液体由筛孔漏下。
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一、漏液线由发生漏液时的干板压降计算。
二、液体流量下限线由 how = 6mm 确定。
三、液体流量上限线由液体在降液管内的停留时间 τ =3?5s计算。
四、（溢流）液泛线由 Hd = φ (HT + hw)确定。
五、过量液沫夹带线由液沫夹带量 eG = 0.1kg液沫 /kg干气确定。
