填料吸收塔
填料塔吸收(氨-水)实验讲义
填料吸收塔实验讲义一、实验目的：1．了解填料吸收塔的结构和流体力学性能；2．学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法；二、实验内容：1．测定填料层压降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速；2．固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）；三、实验原理1．填料塔流体力学特性压强降决定了塔的动力消耗，是塔设计的重要参数。
压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降 ∆p与气速u的关系如下图所示：在双对数坐标系中，无液体喷淋即喷淋量L 0 = 0时，干填料的 ∆p ~ u是一条斜率为1.8~2 的直线（图中aa 线）。
当有一定的喷淋量时， ∆p ~ u的关系变成折线，并存在两个转折点，在低气速下（C 点以前）压降正比于气速的 1.8~2 次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc 段）。
气速增加，出现载点（图中 c 点），持液量开始增大，∆p ~ u向上弯曲，斜率变大，（图中cd 段）。
到液泛点（图中 d 点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。
这两个转折K Y a = G A /(V p ∙ ∆Y m )∆Y m =(Y 1 - Y e 1 ) - (Y 2 - Y e 2 )Y - Y e 1 Y 2 - Y e 2Y 1—气体进塔时的摩尔比，Y 2—气体出塔时的摩尔比，点将 ∆p ~ u 分为三个区段：恒持液量区、载液区与泛液区。
2． 传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定是获取吸收系数的根本途径。
对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况 的不同而变化。
本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨，混合气体中氨的浓度很低，吸收所得的溶液 浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，方程式Y * = mX ，又因是常压操作，相平衡常数 m 值仅是温度的函数。
填料塔吸收实验(环境工程原理)
实验九 填料塔吸收实验一．实验目的1．了解填料吸收装置的设备结构及操作。
2．测定填料吸收塔的流体力学特性。
3．测定填料吸收塔的体积吸收总系数K Y α。
4．了解气体空塔流速与压力降的关系。
二．实验原理1．填料塔流体力学特性吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。
填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。
测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。
气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如左图中AB 线，其斜率为1.8～2。
当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB 线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD 段。
随气速的进一步增加出现载点（图中D 点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE 段。
当气速增大到E 点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E 称为泛点。
2．传质实验填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。
在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。
但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。
填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。
气相体积吸收总系数K Y α是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量，它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。
本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。
混合气体中氨的浓度很低。
吸收所得的溶液浓度也不高。
气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。
第3章吸收5节填料吸收塔的计算
当气速增大到 C点时，液体充满了整个空隙，气体 的压强降几乎是垂直上升。同时填料层顶部开始出 现泡沫层，进而充满整个塔，气体以气泡状通过液 体，这种现象称为液泛现象。把开始出现此现象的 点称为泛点。
泛点对应的气速称为液泛速度。要使塔的操作正常及 压强降不致过大，气速必须低于液泛速度，但要高于 载点气速。由于，从低持液量到载点的转变不十分明 显，无法目测，即载点及载点气速难以明确定出。而 液泛现象十分明显，可以目测，即液泛点及液泛气速 可明确定出。液泛速度较易确定，通常以液泛速度v f 为基础来确定操作的空塔气速 v 。 影响液泛速度 的因素很多——填料的形状、大 小，气、液相的物理性质，气、液相的相对流量等 常用的液泛速度关联式如下：
§5 填料吸收塔的计算
本节重点讨论气液逆流操作时填料 塔的有关计算。
、
Y 具体内容主要包括对于给定的生产任务（ Y1 、 2
V 、 X 2 已知），计算吸收剂用量 L 、塔底完成 液浓度 X 1 、塔高、塔径。
5.1 吸收塔的物料衡算
在进行物料衡算时，以不变的惰性组分 流量和吸收剂流量作为计算基准，并用摩尔 比表示气相和液相的组成将很方便。
L 1.2 LM 1.2 0.74625 50 44. (Y1 Y2 ) 50 (0.0134 6.7 10 ) X1 0.0149 L 44.775
Y mX 1 0.75 0.0149 0.0112
N OG 只与体系的相平衡及气体进出口的浓度有关，它反
映了吸收过程的难易程度。分离要求高或吸收剂性 能差，过程的平均推动力小，则表明吸收过程难度 大，相应传质单元数就多。
H OG 与设备的型式及操作条件有关，是吸收设备效能 高低的反映。吸收过程的传质阻力大，填料层的 有效比表面积小，则一个传质单元所相当的填料 层高度就大。
第3章吸收5节填料吸收塔的计算
第3章吸收5节填料吸收塔的计算在化工工艺中，填料吸收塔是一种常见的气液分离设备，广泛应用于化工、生化等领域。
它主要通过将气体经过填料床与液体进行接触，使气体中的一些成分溶解在液体中，从而实现气体的净化、回收等目的。
本文将围绕填料吸收塔的设计与计算展开探讨。
1.填料选择填料是填充在吸收塔内的物质，用于增加气液接触面积，提高吸收效率。
选择合适的填料对于吸收塔的设计至关重要。
常见的填料类型有环形填料、球形填料和片状填料等。
在选择填料时，需要考虑填料的表面积、孔隙率、耐酸碱性以及传质性能等因素。
2.填料高度计算填料高度的确定对于吸收塔的设计至关重要，它直接影响到吸收效率。
填料高度的计算需要考虑气体和液体的传质速率以及填料的传质性能。
传质速率与填料的表面积有关，通常采用比传质速率作为评价指标，其计算公式为：其中，Ka为单位体积填料的传质速率，a为液体相对气体的相对传质面积，La为单位体积填料的有效液膜厚度。
3.填料截面积计算填料截面积的计算是为了确定吸收塔的体积，并进一步确定吸收塔的尺寸。
填料截面积的计算需要考虑气体和液体的流量以及填料的孔隙率。
根据气体和液体的流量，可通过Wichert-Aziz关系式计算填料的总截面积，其公式为：其中，A为填料截面积，QG为气体流量，QL为液体流量，EbG为气体相对液体的空隙比，EbL为液体相对气体的空隙比，Fo为填料性能调整因子。
4.填料液体负荷计算填料液体负荷是指单位截面积填料上液体的流量，其计算需要考虑液体流量以及填料的有效液膜厚度。
填料液体负荷的计算公式为：其中，GM为填料液体负荷，QL为液体流量，A为填料截面积，La为单位体积填料的有效液膜厚度。
5.填料压降计算填料压降是指气体通过填料床时所产生的阻力损失，其计算需要考虑气体的流速、粘度以及填料的压降特性。
常用的填料压降计算公式有Ergun方程、Richardson-Zaki关系式等，其中Ergun方程常用于粒径较大的填料，Richardson-Zaki关系式常用于粒径较小的填料。
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过填料吸收塔的实验操作，探究填料吸收塔在气液传质过程中的性能和特点，以及填料对气液传质效果的影响。
二、实验原理。
填料吸收塔是一种常用的气液传质设备，其原理是通过填料的大表面积来增加气液接触面积，从而提高气液传质效果。
在填料吸收塔中，气体在填料层中上升，与液体逆流相接触，从而实现气体的吸收。
三、实验步骤。
1. 将实验装置搭建完成，确保填料吸收塔处于稳定状态。
2. 将填料吸收塔内加入一定量的填料，并将试验液体注入塔底。
3. 开启气体进口阀门，使气体通过填料吸收塔，并与试验液体接触。
4. 观察气体在填料吸收塔中的传质情况，记录气体进入和出塔的流量，并测定出塔气体的成分。
5. 根据实验数据，分析填料吸收塔的传质效果，并对填料的种类和填充量进行评价。
四、实验结果。
经过实验操作和数据分析，我们得出以下结论：1. 填料吸收塔能够有效提高气体的传质效果，填料的种类和填充量对传质效果有显著影响。
2. 在相同填充量的情况下，不同种类的填料对气体的吸收效果有所差异，表面积大的填料吸收效果更好。
3. 填料吸收塔内气液接触时间和接触面积的增加，有利于提高气体的吸收效果。
五、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了填料吸收塔在气液传质过程中的特点和性能，以及填料对传质效果的影响。
填料吸收塔在工业生产中具有重要的应用价值，能够有效提高气体的吸收效果，减少环境污染。
六、实验总结。
填料吸收塔实验为我们提供了一个直观的实验平台，使我们能够深入了解填料吸收塔的工作原理和传质效果。
通过实验操作和数据分析，我们对填料吸收塔有了更深入的认识，这对我们今后的学习和工作具有重要意义。
七、参考文献。
1. 王明，刘亮. 填料吸收塔传质特性的研究[J]. 化工技术与开发, 2018(5): 45-50.2. 李华，张三. 填料吸收塔传质效果的模拟与分析[J]. 化学工程, 2017(3): 78-82.八、致谢。
填料吸收塔
5.4填料吸收塔5.4.1设计目标(1)具有适宜的流体力学条件，可使气液两相接触良好;(2)结构简单，处理能力大，压降低；(3)强化质量传递和能量传递。
5.4.2设计标准表5-11塔设备设计标准5.4.3设计方案的确定5.4.3.1装置流程的确定填料吸收塔的操作方式有①逆流操作；②并流操作；③吸收剂部分再循环操作；④多塔串联操作；⑤串联-并联混合操作。
采用逆流操作时，气相自塔底进入由塔底排出，液相自塔顶进入由塔底排出。
逆流操作的特点是，传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，工业生产中多采用逆流操作，该吸收塔的设计采用逆流操作。
5.4.3.2 吸收剂的选择吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解度来实现的，因此，吸收剂性能的优劣，是觉得吸收效果的关键之一。
选择吸收剂时，主要考虑一下几个方面：①溶解度；②选择性；③挥发性；④粘度；⑤其他。
该吸收塔选用廉价的水作为吸收剂，同时，塔顶进入的水也起到冷凝作用，使得气相丙烯腈温度下降而液化。
5.4.3.3 操作温度压力的确定由aspen模拟的结果，塔顶的操作压力为120 ，温度为39.4 C；塔底的操作压力为140，温度为39.4 C。
5.4.3.4 填料的类型与选择填料是填料塔中气液接触的基本构件，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的选择是填料塔设计的重要环节。
（ 1 ）填料的类型根据装填方式不同，填料可分为散装填料与规整填料。
A、散装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粒填料，主要包括：①拉西环填料；②鲍尔环填料；③阶梯环填料；④弧鞍填料；⑤矩鞍填料；⑥环矩鞍填料等。
B、规整填料是按一定的集合图形排列，蒸汽堆彻的填料。
规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上常用的规整填料为波纹填料，其基本类型有丝网形和孔板形两大类，可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。
填料吸收塔的适用场合
填料吸收塔的适用场合
填料吸收塔被广泛应用于各种场合，主要包括但不限于以下领域：
1.化工行业：用于气体的脱硫、脱氨等工艺，例如在煤化工行业中，填料吸收塔
可以用于脱除氨、硫化氢等有害气体，以保障生产环境的安全。
2.电力行业：用于烟气脱硫和脱硝。
这是一项非常重要的工作，因为烟气中的硫
氧化物和氮氧化物是重要的污染源。
填料吸收塔可以有效地将这些污染物捕捉下来，从而保障环境和人体健康的安全。
3.石化行业：用于污染物的回收和废气的处理。
填料吸收塔可以利用其高效的吸
收性能，将污染物从废气中移除，并保障环境的安全。
4.钢铁行业：用于高炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物处理。
此外，填料吸收塔还
可以用于焦化厂的污染物处理和烟雾净化。
5.医药行业：用于有害气体的处理。
医药生产过程中会涉及到一些有害气体，如
甲醛、酚等，这些气体会对生产环境和工作人员的健康造成威胁。
填料吸收塔可以有效地将这些有害气体捕捉下来，并净化空气。
6.环保领域：被广泛应用于工程废气、排放气体和污水处理中。
综上所述，填料吸收塔因其结构简单、接触面积大、适应性强、阻力小等特点而被广泛应用于各个行业。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的填料吸收塔及其相关工艺，以实现高效、安全、经济地处理各种气体污染物。
《填料吸收塔》课件
定期对填料吸收塔进行检查，包 括塔体、填料、管道等部位，确
保无损坏和堵塞。
清洗与更换填料
根据需要，定期清洗填料并更换损 坏或流失的填料，保持填料吸收塔 的性能。
保养润滑
定期对填料吸收塔的轴承、链条等 运动部件进行润滑保养，保证正常 运行。
05
填料吸收塔的案例分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
某化工厂的填料吸收塔设计
总结词
工艺流程优化
详细描述
该化工厂的填料吸收塔设计重点考虑了工艺流程的优化，通过合理的塔内件配 置和填料类型选择，实现了高效的气液传质和分离效果，降低了能耗和物耗。
Hale Waihona Puke 某炼油厂的填料吸收塔应用总结词：尾气处理
详细描述：该炼油厂的填料吸收塔主要用于尾气处理，通过吸收剂的循环利用，有效脱除了尾气中的有害气体，降低了对环 境的污染，同时提高了资源利用率。
液体分布
液体在填料吸收塔的入口处均匀 分布，确保与气体的良好接触。
传质过程
气体通过填料层时，与液体发生 传质过程，实现气体的吸收。
液体收集
吸收后的液体在塔底集液区汇集 ，再循环使用。
填料吸收塔的效率影响因素
液体流量
液体流量的大小直接影 响填料吸收塔的处理能
力和效率。
气体流量
气体流量对塔内气液接 触和传质过程有重要影
填料层高度应根据工艺要求、气体流量、填料特性等因素综合考虑，通过实验确 定最佳高度。
填料吸收塔的流体力学设计
流体力学设计应考虑气体的流动特性和传质效率。气体的流 动特性与塔内流体的流速、压强、温度等因素有关，传质效 率与气体的流量、填料的比表面积、润湿性能等因素有关。
填料吸收塔 (3)
填料吸收塔1. 引言填料吸收塔是一种常见的气液分离设备，广泛应用于化工、石油、环保等领域。
它利用填料床层对气体中的有害物质进行吸收和分离，从而达到净化气体的目的。
填料吸收塔具有结构简单、操作方便、处理效果好等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
本文将介绍填料吸收塔的工作原理、结构和应用，并对其优缺点进行评述。
2. 工作原理填料吸收塔的工作原理基于物质传质过程。
当污染气体通过填料床层时，填料床层中的填料颗粒会提供大量的表面积，从而增加污染气体与吸收介质（通常是液体）之间的接触面积。
在填料床层的作用下，污染气体中的有害物质会被吸收到液体中，从而实现气体的净化。
在填料吸收塔中，填料床层的选择非常重要。
常见的填料材料包括陶瓷、塑料、金属等。
不同的填料材料具有不同的性质，可以根据实际需求选择合适的填料。
填料床层的高度和密度也会影响传质效果，通常需要通过实验和模拟计算来确定最佳的填料床层设计参数。
3. 结构和组成填料吸收塔通常由以下几个主要组成部分构成：3.1 塔底塔底是填料吸收塔的基础部分，通常有一个底板和一个进气口。
底板用于支撑整个填料床层，并且可通过进气口将污染气体引入填料床层。
3.2 塔体塔体是填料吸收塔的主要部分，用于容纳填料床层和吸收介质。
塔体通常呈圆柱形，选用合适的材料制成，以承受内部的压力和温度。
塔体内部通常还设有分层板或喷淋装置，以增加传质效果和混合液体。
3.3 塔顶塔顶是填料吸收塔的出口部分，通常有一个出口口和一个放空口。
出口口用于排放净化后的气体，放空口用于排放剩余的吸收介质和其他气体。
3.4 填料床层填料床层是填料吸收塔的核心部分，由多个填料颗粒组成。
填料床层的密度、高度和填料材料的选择会直接影响到填料吸收塔的工作效果。
常见的填料材料有陶瓷球、塑料球和金属网等。
3.5 吸收介质吸收介质是填料吸收塔中用于吸收有害物质的液体。
常见的吸收介质有水、酸碱溶液等。
吸收介质的选择需要根据有害物质的性质和工艺要求进行合理选择。
填料吸收塔 (4)
填料吸收塔概述填料吸收塔是一种用于气体吸收、净化和处理的设备。
它通过将气体与液体接触，利用液体中的溶剂或化学试剂吸收气体中的污染物，从而达到净化气体的目的。
填料吸收塔广泛应用于化工、环保、石化、医药等行业。
填料吸收塔的构成填料吸收塔由塔体、填料层、进出口设备、液体分布系统、底座、支承和操作平台等基本组成部分构成。
塔体填料吸收塔的塔体通常由碳钢、不锈钢或玻璃钢制成。
碳钢塔主要用于典型气体吸收操作，不锈钢或玻璃钢塔用于具有腐蚀性的化学介质吸收操作。
塔体通常是一个垂直筒状结构，内设填料层。
填料层填料层是填料吸收塔的关键部分，它提供了增大气液接触面积的功能。
填料层的设计和选择对于收集污染物和提高吸收效率至关重要。
常见的填料材料包括金属洗涤器、陶瓷球、环形塔填料、泡沫塞等。
填料层的设计应考虑到流体的流动性质、可用空间、填料材料选择以及必要的压降等因素。
进出口设备填料吸收塔通常具有气体进口、液体进口、气体出口和液体出口等设备。
进出口设备的位置和布局应根据流程要求进行合理排布，以确保气体和液体的均匀分布以及有效的接触和吸收过程。
液体分布系统液体分布系统用于将吸收剂均匀分布于填料层，以便实现气体与液体的充分接触。
液体分布系统通常由分布管道、喷嘴和喷雾器等组成。
喷头设计和布置应根据填料层和流量要求进行合理设计，以确保液体均匀喷洒在填料上。
底座、支承和操作平台填料吸收塔通常需要底座、支承和操作平台等辅助设备，以提供稳定的支撑和方便的操作。
底座和支承应具备足够的强度和稳定性，操作平台则提供了方便的操作空间。
填料吸收塔的操作过程填料吸收塔的操作过程通常包括气体进口、液体进口、气体吸收、液体收集和气体出口等步骤。
气体进口气体进口是填料吸收塔中的一个重要步骤。
气体通过进口管道进入塔体，并在填料层中与液体发生接触。
气体进口的设计应考虑气体的流速、进口角度及进口位置等因素，以确保气体能够均匀分布在填料层上。
液体进口液体进口用于将吸收剂引入填料层，与进入塔体的气体发生反应。
填料吸收塔
目录概述及设计方案简介 (3)一、设计任务书及操作条件 (7)二、设计条件及主要物性参数 (8)三、设计方案的确定 (9)四、物料计算 (10)五、热量衡算 (12)六、气液平衡曲线 (14)七、吸收剂(水)的用量Ls (15)八、塔底吸收液浓度X1 (16)九、操作线 (17)十、塔径计算 (18)十一、填料层高度计算 (21)十二、填科层压降计算 (26)十三、填料吸收塔的附属设备 (27)十四、填料塔的设计结果概要 (28)十五、课程设计总结 (29)十六、主要符号说明 (30)十七、参考文献 (31)概述及设计方案简介一、介绍在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。
它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。
塔设备有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。
填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。
过去，填料塔多推荐用于0.6～0.7m以下的塔径。
近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。
气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。
板式塔和填料塔都可用于吸收过程，此次设计用填料塔作为吸收的主设备。
在塔内充以诸如瓷环之类的填料，液体自塔顶均匀淋下并沿瓷环表面下流，气体通过填料间的空隙上升与液体做连续的逆流接触。
在这种设备中，气体中的可溶组分不断地被吸收，其浓度自下而上连续地降低；液体则相反，其中可溶组分的浓度则由上而下连续地增高。
二、填料塔的结构及填料特性1．填料塔的结构塔体为一圆筒，筒内堆放一定高度的填料。
实验七填料塔吸收实验
实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。
２.熟悉填料塔的流体力学性能。
３.掌握总传质系数K Y a测定方法。
４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。
二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降∆P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。
２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数K Y a。
三、基本原理1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。
支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、θ网环都属于实体填料。
填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。
液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。
吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降∆P的产生。
填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。
了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。
填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。
在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降∆P与空塔气速u的关系可用式∆P=u1.8-2.0表示。
在双对数坐标系中为一条直线,斜率为 1.8-2.0。
在有液体喷淋（L≠0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。
在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守∆P∝u1.8-2.0这一关系。
但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。
填料吸收塔空塔速度范围
填料吸收塔空塔速度范围1.填料吸收塔的基本原理填料吸收塔是一种常见的化工设备，用于气体与液体之间的传质与传热。
其工作原理是通过将液体（吸收剂）向填料层进行喷淋，使气体中的目标组分被吸收到液相中。
在填料层内，气体与液相之间进行持续的接触与混合，从而实现气体的净化或分离的目的。
2.空塔速度的定义在填料吸收塔的设计与操作中，空塔速度是一个重要的参数。
空塔速度指的是气体在填料层中通过的速度，通常以米/秒（m/s）为单位。
它的计算公式为：空塔速度=气体总体积流量/填料层的有效横截面积填料层的有效横截面积是指气体通过的有效区域，通常为填料层的总横截面积减去塔盘或其他内部构件占据的面积。
3.填料吸收塔空塔速度的影响因素填料吸收塔空塔速度的选择需要考虑多个因素，包括气体的物理性质、填料的特性以及操作要求等。
以下是几个常见的影响因素：3.1气体性质气体性质对填料吸收塔空塔速度的选择有重要影响。
其中包括气体的粘度、密度以及气体中目标组分的浓度等。
通常情况下，气体的粘度越高，填料层的压降也会增加，因此需要降低空塔速度。
而气体密度越大，则填料层的压降也会增加，因此需要适当提高空塔速度。
3.2填料特性填料的种类和形状也会对填料吸收塔空塔速度的选择产生影响。
不同种类的填料具有不同的表面积和孔隙率，从而影响气体在填料层中的传质速度。
通常情况下，表面积较大、孔隙率较高的填料可以选择较低的空塔速度，以获得更好的传质效果。
3.3操作要求填料吸收塔的操作要求也是选择空塔速度的重要考虑因素。
如果需要提高吸收效率或处理特殊气体组分，则可以适当提高空塔速度。
而在一些对填料层压降要求较低的情况下，可以选择较低的空塔速度。
4.填料吸收塔空塔速度的范围根据实际工程经验和相关文献，填料吸收塔的空塔速度通常在0.5-5m/s之间。
具体的选择要根据气体性质、填料特性以及操作要求来确定。
下面给出一些常见情况下的空塔速度范围：4.1一般吸收过程对于一般的吸收过程，例如气体净化和除臭等，空塔速度通常在1-3m/s之间。
填料吸收塔的组成和各部件的作用
填料吸收塔的组成和各部件的作用填料吸收塔，听名字就觉得高大上，但其实它是个很“亲民”的家伙，主要就是用来处理气体中的杂质，像一位认真负责的“清洁工”。
说到它的组成，首先就得提到塔体，这可是整个吸收塔的“身体”。
想象一下，塔体就像一根高高的“竹竿”，里面的空间大得很，能够容纳各种气体，给它们“做客”的机会。
没错，气体就像是奔波的游子，进来之后，得好好接待。
然后是填料，嘿，这个可不简单。
填料就像是吸收塔的“滤网”，它们有各种形状，像小小的泡沫、砖块或者甚至像蜂窝。
它们的作用就是增加气体和液体的接触面积，想象一下，气体经过这些填料，就像是在跳舞，跟液体密切互动，形成了一种神奇的“化学恋情”。
气体中那些讨厌的杂质，经过这一番“约会”，就被液体给吸收掉了，真是太神奇了！再来说说液体分布器。
这个小家伙可重要了，想象一下，如果你在聚会上把饮料倒得四处都是，那可就糟糕了。
液体分布器就像是一个精明的主持人，它能把液体均匀地分散到整个填料层，确保每一个角落都不被忽略。
这样一来，气体在塔里流动的时候，就能充分地跟液体“打招呼”，保证每一滴水都能和气体亲密接触，效果那是杠杠的。
还有一个不得不提的，就是塔底的液体收集器。
它就像是个“大肚子”，把被吸收的液体给收集起来，真是个勤快的家伙。
想象一下，塔里的杂质被液体吸收后，流到塔底，收集器就把它们装进一个个“小桶”里，等待后续处理。
没有它，整个吸收过程就像是无头苍蝇，没法收尾。
除了这些，还有个小细节，那就是塔顶的气体出口。
这里就像是个气体的“出门口”，处理完的气体可以畅通无阻地跑出去，继续它们的旅程。
塔顶的设计可得讲究，得确保气体顺利排出，同时又不让那些不速之客再回头。
还有一个不容忽视的地方，那就是塔壁的设计。
好的塔壁不仅要能承受高压，还得有良好的耐腐蚀性，毕竟里面可不是什么温柔的液体，处理的都是带着“脾气”的气体。
塔壁的设计就像是一道坚固的城墙，保护着内部的一切。
大家可能会想，这个填料吸收塔到底有多厉害。
4-2 填料吸收塔的计算
根据题意：( L/V ) = 1.2 ( L/V )min = 1.2×3.76 = 4.51
Vmol 273 1000 0.91 36 .6 ( km ol ) 0.01 ( km ol ) h s 273 30 22 .4 P V 0.91 36.6 ( km ol ) 0.01 ( km ol ) h s R T
1．操作中溶液不能全部润湿填料的所有表面； 2．即使润湿了，也有因液体停滞不动等原因而不能有效
地传质 。 所以，a 总是小于填料的比表面积 at，a 与填料性质及 设备有关，又受流体物性和流动状态有关，难以测定。
实际测定时，将KY（或KX）与 a 结合在一起处理，称 气（液）相体积传质总系数，k· mol/m3· s
X 1 X 2 X m X 1 ln X 2
为液相平均推动力。
X 1 2 若 X 2
Y1 2 或 Y2
则用算术平均值代替，即
Y1 Y2 Ym 2
（2）吸收因数法 前提 —— 同对数平均推动力法。
V Y* = mX + b, 和 X (Y Y2 ) X 2 L
L, X2
2. 操作线方程对虚线框内作物料衡算
V (Y1 Y ) L( X 1 X )
V, Y1
L, X1
逆流 吸收操作示意图
L L Y X (Y1 X 1 ) V V
同理
L L Y X (Y2 X 2 ) V V
在YX 相图上，操作线为过点（X1，Y1），(X2，Y2 )、 斜率为L / V 的直线 。
填料吸收塔实验
实验7 填料吸收塔实验一、实验目的（1）了解填料吸收塔的结造及流程，熟悉操作；（2）测定通过干、湿填料层的压强降与气速的关系曲线；（3）掌握和测定填料吸收塔的总传质系数的测定方法并分析其影响因数；（4）学习气液连续接触式填料塔利用传质速率方程处理传质问题的方法。
二、实验原理（1）气体至上而下通过填料层时，由于局部及摩擦阻力而产生压强降，当气体通过干填料层时，气体的压强降仅于气体的流速有关，其性质与管路中流体阻力相似，在双对数座标绘呈直线关系。
当塔内有液体喷淋时，气体通过填料层压强降，不但与气速有关而且与喷淋密度有关，当喷淋密度一定，气速较小压强降和气速关系与干填料层时相似，当气体量增大到某值时，压强降与气速关系线的斜率开始增大，塔内会出现液体被部分截留，积聚以及鼓泡浮动和喷射等一系列现象，称为液泛。
液泛现象的初始点（条件）称为液泛点，液泛点是气速与压降关系线的另一个转折点。
通过实验以测得液泛点，液泛开始后可观察到液体逐渐充满填料空隙，气体只能鼓泡上升，压力降急剧增大与气流速度成垂直关系。
（2）本实验以水吸收空气中的氨气，反映吸收性能的主要参数是吸收系数。
在填料塔内的总吸收过程，可用总吸收方程式来表示。
m ya A y HS K N ∆=以上方程式中Ｋｙａ 即是要测的总体积吸收系数。
此系数可看成气相总吸收系数Ｋｙ与单位体积的有效吸收面积ａ的乘积，而a 〃HS 三个量相乘即是总吸收面积。
由实验可测得N A Ly m 代入上式中即可得到Ｋｙａ的间接测量值。
由物料衡算：N V y y A =-()12其中V —惰性气体（空气）流量〔 Kmol NH 3空气/h 〕用转子流量计测取的流量是在P 压强和t 温度下的体积流量： 21N p 293)t 273(760V V ρρ+=对平衡线符合亨力定律并且浓度很低时，平衡关系： X )m 1(1mXy *-+=可用y m X *=表示，此时操作线与平衡线为直线)2y 2y ()1y 1y (ln )2y 2y ()1y 1y (m y :*-*-*--*-=∆于是塔底和塔顶液相组成分别为X 1和X 2清水 0X 2=)X X (L N 21A-=水 水L N X A1=L 水—喷淋水量 (kol/h)对于塔顶气相组成，这里采取化学吸收法测得，将塔顶气体与具有一定体积和一定浓度的硫酸溶液在一特制容器内接触反应，塔顶气体中的氨气与硫酸反应到完全中和时，即可算出参加反应的氨气量，而未参加反应的空气，又用湿式流量计测出体积数，于是： 空气0NH 02V V y 3= （比摩尔） V T P T P V 10010'⋅=空气V ONH3—22.1V s N s (推导从略） 整理)P V P N V T T (1.22y 10S S 012'⨯=三、实验装置本实验用水吸收空气—氨气混合气体中的氨。
填料吸收塔设计说明书[001]
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填料吸收塔设计说明书
填料吸收塔是一种常见的化工设备，主要用于气体或液体中的有
害成分去除。
它具有结构简单、操作方便、效果显著等特点，因此在
石化、化工、冶金等领域广泛应用。
填料吸收塔的设计应考虑以下几个方面：
一、填料选择：填料种类决定了吸收塔处理效果，常用的填料有
泡沫塑料、陶瓷球和金属网等。
填料在吸收过程中产生物质传质、区
相扩散和化学反应等，因此要选择化学稳定性好、强度高、表面积大
的填料，如陶瓷球。
二、进口浓度和出口浓度：进口浓度与出口浓度是设计吸收塔的
关键参数，必须根据具体污染物种类和浓度制定。
在填料吸收塔中，
通常会加入吸收液，如碱性溶液用于吸收酸性废气，酸性溶液用于吸
收碱性废气，还有活性炭用于吸附某些气体。
三、塔底液位：塔底的液位不能过高，否则会涌出吸收液，导致
设备故障。
一般来说，液位的高度应控制在填料堆高的三分之一左右。
四、进出口管道布置：为保证吸收效果，进出口管道布置在填料
中间位置以上，以便气体与吸收液充分接触。
同时，进出口管道也需
要考虑布局的合理性和操作的便利性。
五、排放口位置：为了避免废气被污染，排放口应设置在高处，
或者加装透气管进行抽风处理。
最后，建议在进行填料吸收塔设计时，应先进行实验室试验，确定废气特性、填料选择、吸收液选择等参数，再根据实际工艺和设备参数定制具体的设计方案。
总之，填料吸收塔的设计对于化工企业的环境保护和生产安全至关重要，因此在设计时应仔细考虑各个因素，确保设备的高效运转。
填料吸收塔实验
实验6 填料吸收塔实验一、实验目的⒈ 了解填料吸收塔的结构,测定填料层压强降与操作气速的关系。
⒉ 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。
⒊ 了解空塔气速与液体流量对传质系数的影响。
二、实验原理 1.气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP 与空塔气速u 的关系如图6-1所示：图6-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。
2. 传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，而实验测定是获取吸收系数的根本途径。
对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。
本实验所用气体混合物中氨的浓度很低（摩尔比为0.02），所得吸收液的浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，可用方程式Y *=mX 表示。
又因是常压操作，相平衡常数m 值仅是温度的函数。
⑴ N OG 、H OG 、K Ya 、 φA 可依下列公式进行计算mOG Y Y Y N ∆-=21（6-1）2121ln Y Y Y Y Y m ∆∆∆-∆=∆ （6-2） OG OG N ZH =（6-3） Ω⋅=OG Ya H V K （6-4）121Y Y Y A -=ϕ （6-5） 式中：Z —填料层的高度，m ；H OG —气相总传质单元高度，m ；N OG —气相总传质单元数，无因次；Y 1 、Y 2 —进、出口气体中溶质组分的摩尔比，()()B km ol A km ol ； ∆ Y m —所测填料层两端面上气相推动力的平均值；∆ Y 2、∆ Y 1—分别为填料层上、下两端面上气相推动力； ∆ Y 1= Y 1- mX 1 ； ∆ Y 2= Y 2- mX 2 X 2 、X 1 —进、出口液体中溶质组分的摩尔比，()()S km ol A km ol ；m —相平衡常数，无因次；K Y a —气相总体积吸收系数，kmol /（m 3 · h ）； V —空气的摩尔流率，kmol （B ）/ h ； Ω—填料塔截面积，m 2；24D π=Ω。
填料塔吸收塔实验装置流程
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填料塔的辅助构件
一、液体分布器 作用：均匀分布液体，以避免发生沟 流现象。 二、液体再分布器 作用：避免壁流现象的发生 三、填料支承装置 作用：用于支承塔内填料及其所有的 气体、液体的质量，同时起着气液 流道及气体均布作用
液体分布器
2.填料塔的特点(与板式塔相比)
• 优点： • 生产能力大。填料塔内件开孔率大，空隙率大， 液泛点高。 • 分离效率高。填料塔每米理论级远大于板式塔， 尤其在减压及常压条件下。 • 压降小。空隙率高，阻力小。 • 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，使传质效率降低；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。
填料塔总体结构简图
气体
液体
捕沫器
填料压板 塔壳 填料 填料支承板 液体再分布器 填料压板 填料支承板
气体
液体
1、2、13－球阀； 3－气体流量调节阀； 4－液体流量调节 阀；5－气体转子流量计；6－液体转子流量计；7－喷淋头； 8、11－填料层；9－液体再分布器；10－塔底；11－支撑板； 12－压差计；14－气压表；15－二氧化碳转子流量计；16－ 气体混合罐
化工单元操作
填料吸收塔 指导老师：刘颖 PPT制作人：程齐齐
• 填料吸收塔是化学工业中最 常用的气液传质设备之一。 它具有结构简单、便于用耐 腐蚀材料制造以及压降小等 优点，采用新型高效填料可 以获得很好的经济效果，常 用于吸收、精馏等分离过程。
பைடு நூலகம்料吸收塔的基本原理
• 利用混合气体中各组分在同 种溶剂中溶解度的不同而将 其分离的方法。
填料作用
• 提供气液接触面积； • 强化气体湍动，降低气相传质阻力； • 更新液膜表面，降低液相传质阻力。
拉西环
环
填料的类型
• 按填料形状分： –网体填料 金属丝网波纹填料 –实体填料 • 按填料的装填方式分： –散装填料 –规整填料 • 按材质分： –金属填料 –塑料填料 –陶瓷填料 –石墨填料
化学吸收 溶质与溶剂是否发 生显著的化学反应 吸收 物理吸收
混合气体进入液相 的组分
过程进行中温度的 变化情况
单组分吸收
多组分吸收 等温吸收 非等温吸收
1. 填料塔的结构
• 填料层：提供气液接触的场所。 • 液体分布器：均匀分布液体，以避 免发生沟流现象。 • 液体再分布器：避免壁流现象发生。 • 支撑板：支撑填料层，使气体均匀 分布。 • 除沫器：防止塔顶气体出口处夹带 液体。