福州大学化工原理电子教案 气液传质设备 G√——气相的质量流速,kg/(m2s); 恩田提出的关联式(10-45)和式(10-46)是以式(10-44)计算的润湿表面积为基准整理的。因此, 将算出的k1、k乘以式(10-44)算出的a即得体积传质系数k1a和ka,从而可进一步计算传质单元 高度或填料塔高度。 填料塔的传质速率也可以直接用体积传质总系数、传质单元高度和等板高度表示。关于这些表示方法 的经验关联式很多,此处不再举例。 1024填料塔的附属结构 支承板支承板的主要用途是支承板内的填料,同时又能保证气液两相顺利通过。支承板若设计不 当,填料塔的液泛可能首先在支承板上发生。对于普通填料,支承板的自由截面积应不低于全塔面积的 50%,并且要大于填料层的自由截面积,常用的支承板有栅板和各种具有升气管结构的支承板(图10-56)。 液体分布器液体分布器对填料塔的性能影响极大。分布器设计不当,液体预分布不均,填料层内 的有效润湿面积减少而偏流现象和沟流现象增加,即使填料性能再好也很难得到满意的分离效果。 据102.1所述,填料塔内产生向壁偏流是因为液体触及塔壁之后,其流动不再具有随机性而沿壁流 下。既然如此,直径越大的填料塔,塔壁所占的比例越小,向壁偏流现象应该越小才是。然而,长期以来 填料塔确实由于偏流现象而无法放大。现已基本搞淸,除填料本身性能方面的原因外,液体初始分布不均, 特别是单位塔截面上的喷淋点数太少,是产生上述状况的重要因素。 近一、二十年来,许多直径几米至十几米的大型填料塔的操作实践表明,填料塔只要设计正确,保 证液体预分布均匀,特别是保证单位塔截面的喷淋点数与小塔相同填料塔的放大效应并不显著,大型塔和 小型塔将具有一致的传质效率 常用的液体分布器结构如图10-57所示。多孔管式分布器(图10-57a)能适应较大的遗体流量波动 对安装水平度要求不高,对气体的阻力也很小。但是,由于管壁上的小孔容易堵塞,被分散的液体必须是 洁净的 槽式分布器(图10-57b)多用于直径较大的填料塔。这种分布器不易堵塞,对气体的阻力小,但对 安装水平要求较高,特别是当液体负荷较小时。 孔板型分布器(图10-57c)对液体的分布情况与槽式分布器差不多,但对气体阻力较大,只适用于 气体负荷不太大的场合 除以上介绍的几种分布器外,各种喷洒式分布器也是比较常用的(如莲蓬头),特别是在小型填料塔 内。这种分布器的缺点是,当气量较大时会产生较多的液沫夹带 液体再分布器为改善向壁偏流效应造成的液体分布不均,可在填料层内部每隔一定高度设置一液 体分布器。每段填料层的高度因填料种类而异,偏流效应越严重的填料,每段高度越小。通常,对于偏流 现象严重的拉西环,每段高度约为塔径的5~10倍 常用的液体再分布器为截锥形。如考虑分段卸出填料,再分布器之上可另设之承板(图10-58)。 除沫器除沫器是用来除去填料层顶部逸出的气体中的液滴,安装在液体分布器上方。当塔内气速 不大,工艺过程由无严格要求时,一般可不设除沫器。 除沫器种类很多,常见的有折板除沫器,丝网除沫器,旋流板除沫器。折板除沬器阻力较小 50~100Pa),只能除去50μm的微小液滴,压降不大于250Pa但造价较高。旋流板除沫器压降为300Pa 以下,其造价比丝网除沫器便宜,除沫效果比折板好。 10.25填料塔与板式塔的比较 对于许多逆流气液接触过程,填料塔和板式塔都是可以适用的,设计者必须根据具体情况进行选用。 填料塔和板式塔有许多不同点,了解这些不同点对于合理选用塔设备是有帮助的福州大学化工原理电子教案 气液传质设备 - 5 - GV ——气相的质量流速，kg/（m2 s）； 恩田提出的关联式（10-45）和式（10-46）是以式（10-44）计算的润湿表面积为基准整理的。因此， 将算出的 L k 、 G k 乘以式（10-44）算出的 aW 即得体积传质系数 L k a 和 G k a ，从而可进一步计算传质单元 高度或填料塔高度。 填料塔的传质速率也可以直接用体积传质总系数、传质单元高度和等板高度表示。关于这些表示方法 的经验关联式很多，此处不再举例。 10.2.4 填料塔的附属结构 支承板 支承板的主要用途是支承板内的填料，同时又能保证气液两相顺利通过。支承板若设计不 当，填料塔的液泛可能首先在支承板上发生。对于普通填料，支承板的自由截面积应不低于全塔面积的 50%，并且要大于填料层的自由截面积，常用的支承板有栅板和各种具有升气管结构的支承板（图 10-56）。 液体分布器 液体分布器对填料塔的性能影响极大。分布器设计不当，液体预分布不均，填料层内 的有效润湿面积减少而偏流现象和沟流现象增加，即使填料性能再好也很难得到满意的分离效果。 据 10.2.1 所述，填料塔内产生向壁偏流是因为液体触及塔壁之后，其流动不再具有随机性而沿壁流 下。既然如此，直径越大的填料塔，塔壁所占的比例越小，向壁偏流现象应该越小才是。然而，长期以来 填料塔确实由于偏流现象而无法放大。现已基本搞清，除填料本身性能方面的原因外，液体初始分布不均， 特别是单位塔截面上的喷淋点数太少，是产生上述状况的重要因素。 近一、二十年来，许多直径几米至十几米的大型填料塔的操作实践表明，填料塔只要设计正确，保 证液体预分布均匀，特别是保证单位塔截面的喷淋点数与小塔相同填料塔的放大效应并不显著，大型塔和 小型塔将具有一致的传质效率。 常用的液体分布器结构如图 10-57 所示。多孔管式分布器（图 10-57a）能适应较大的遗体流量波动， 对安装水平度要求不高，对气体的阻力也很小。但是，由于管壁上的小孔容易堵塞，被分散的液体必须是 洁净的。 槽式分布器（图 10-57b）多用于直径较大的填料塔。这种分布器不易堵塞，对气体的阻力小，但对 安装水平要求较高，特别是当液体负荷较小时。 孔板型分布器（图 10-57c）对液体的分布情况与槽式分布器差不多，但对气体阻力较大，只适用于 气体负荷不太大的场合。 除以上介绍的几种分布器外，各种喷洒式分布器也是比较常用的（如莲蓬头），特别是在小型填料塔 内。这种分布器的缺点是，当气量较大时会产生较多的液沫夹带。 液体再分布器 为改善向壁偏流效应造成的液体分布不均，可在填料层内部每隔一定高度设置一液 体分布器。每段填料层的高度因填料种类而异，偏流效应越严重的填料，每段高度越小。通常，对于偏流 现象严重的拉西环，每段高度约为塔径的 5~10 倍。 常用的液体再分布器为截锥形。如考虑分段卸出填料，再分布器之上可另设之承板（图 10-58）。 除沫器 除沫器是用来除去填料层顶部逸出的气体中的液滴，安装在液体分布器上方。当塔内气速 不大，工艺过程由无严格要求时，一般可不设除沫器。 除沫器种类很多，常见的有折板除沫器，丝网除沫器，旋流板除沫器。折板除沫器阻力较小 （50~100Pa），只能除去 50 m 的微小液滴，压降不大于 250Pa,但造价较高。旋流板除沫器压降为 300Pa 以下，其造价比丝网除沫器便宜，除沫效果比折板好。 10.2.5 填料塔与板式塔的比较 对于许多逆流气液接触过程，填料塔和板式塔都是可以适用的，设计者必须根据具体情况进行选用。 填料塔和板式塔有许多不同点，了解这些不同点对于合理选用塔设备是有帮助的