汽液传质设备（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）第八章汽液传质设备本章学习要求1．熟练掌握的内容板式塔内气液流动方式；板式塔塔板上气液两相非理想流动；板式塔的不正常操作，全塔效率和单板效率；板式塔塔高和塔径的计算；填料塔内流体力学特性；气体通过填料层的压降；泛点气速的计算；填料塔塔径的计算。2．理解的内容板式塔的主要类型与结构特点，板式塔塔板上气液两相接触状况；筛板塔溢流装置的设计及踏板板面布置；筛板塔塔板校核；筛板塔负荷性能图的绘制及其作用；填料塔的结构；填料及其特性。3．了解的内容气液传质设备类型与基本要求；填料塔的附件；板式塔与填料塔的比较。§8.1气液传质设备类型与基本要求塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使热、质两种传递过程能够迅速有效地进行；还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。气液传质设备的性能通常由以下几个要素表示：1．塔设备的生产能力或通过能力要大：指单位时间单位塔截面积上的处理量或气液流量。2．传质效率要高：板式塔的传质效率通常用塔板效率来衡量，即实际塔板与理论塔板分离能力之比；填料塔的传质效率通常用传质单元高度，即完成一个传质单元所需要的填料层高度来表示。3．流体阻力要小：指气体通过每层塔板或每米填料层高度的压降。4．塔设备的操作弹性要大：指最大气速负荷与最小气速负荷之比，其值的大小表明塔对负荷变化的适应能力。5．塔的结构简单、设备投资少、操作成本低、安装及维修方便。§8.2板式塔板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。工业上常用的板式塔有：筛板塔、泡罩塔、浮阀塔、穿流栅孔板塔等。筛板塔的结构及其作用1.筛孔：有效传质区内，常按正三角形排列筛孔直径d0:3~8mm(一般)，12~25mm(大筛孔)孔中心距t:(2.5~5)d0取整。开孔率φ:通常为0.08~0.12。板厚：碳钢（3~4mm）、不锈钢2.溢流堰作用：维持塔板上一定液层，使液体均匀横向流过。型式：平直堰、溢流辅堰、三角形齿堰及栅栏堰。主要尺寸堰高hW：直接影响塔板上液层厚度过小，相际传质面积过小；过大，塔板阻力大，效率低。常、加压塔：40~80mm；减压塔：25mm左右。堰长lW：影响液层高度。堰上方液头高度hOW：要求3.降液管降液管：弓形、圆形。降液管截面积：Af由Ad/AT=0.06~0.12确定；底隙hb：通常在30~40mm。4.塔板上液流的的安排依据：塔径、流量；型式：单流型、U形流型、双流型、阶梯流型等。塔板上气液流动和接触状况1.塔板上气液两相接触状况塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流流体力学及传质和传热规律的重要因素。如图所示，当液体流量一定时，随着气速的增加，可以出现四种不同的接触状态。（1）鼓泡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当气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。由于气泡的数量不多，形成的气液混合物基本上以液体为主，气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。（2）泡沫接触状态当气速继续增加，气泡数量急剧增加，气泡不断发生碰撞和破裂，此时板上液体大部分以液膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小，扰动十分剧烈的动态泡沫，在板上只能看到较薄的一层液体。由于泡沫接触状态的表面积大，并不断更新，为两相传热与传质提供了良好的条件，是一种较好的接触状态。（3）喷射接触状态当气速继续增加，由于气体动能很大，把板上的液体向上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用又落回到板上，直径较小的液滴被气体带走，形成液沫夹带。此时塔板上的气体为连续相，液体为分散相，两相传质的面积是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分散，这种液滴的反复形成和聚集，使传质面积大大增加，而且表面不断更新，有利于传质与传热进行，也是一种较好的接触状态。如上所述，泡沫接触状态和喷射状态均是优良的塔板接触状态。因喷射接触状态的气速高于泡沫接触状态，故喷射接触状态有较大的生产能力，但喷射状态液沫夹带较多，若控制不好，会破坏传质过程，所以多数塔均控制在