化工原理下3-2板式塔

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～ 流动阻力 ～ 塔压降 ～ 生产能力 ～ 流动阻力 ～ 传质效率
二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子，以 表示，其单位为1/m。
3
干填料 因子
分析

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～ 流动阻力
生产能力 传质效率
二、填料的性能及其评价
在操作状态下
第3章
3.2 3.2.1 板式塔
蒸馏和吸收塔设备
板式塔的结构与塔板类型
3.2.2
3.2.3
板式塔的流体力学性能和操作特性
板式塔工艺设计（选读）
1
二、塔板负荷性能图
1.塔板负荷性能图的构造 对一定分离物系，当设计选定塔板类型后，其 操作状况和分离效果便只与气液负荷有关。要维持 塔板正常操作和塔板效率的基本稳定，必须将塔内 的气液负荷限制在一定的范围内，该范围即为塔板 的负荷性能。
最大液流量 Lmax
5
二、塔板负荷性能图
(5) 液泛线 为防止液泛，降液管内的液层高度应不超过某 一数值。
H d ( H T hW )
降液管内 液层高度
液泛气速 uF
塔板 间距 溢流堰 高度
安全 系数
6
二、塔板负荷性能图
3.板式塔的操作分析 ①适宜操作区； ②操作点；
③操作线； ④操作控制；
格里奇格栅填料
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一、填料的类型
(2)波纹填料 目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填 料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波 纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻 两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相 邻的两盘填料间交错90°排列。 波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹 填料两大类。
塔板的负荷性能用负荷 性能图表示
2
操 作 点
V1
操作线
2
5
雾沫夹 带线
液泛线
液 相 负 荷 下 限 线
3
4
1
L1
塔板负荷性能图
液 相 负 荷 上 限 线 漏液线
3
二、塔板负荷性能图
2. 塔板负荷性能图的绘制原则
(1)漏液线
漏液线——气相负荷下限线。 漏液量 ≤ 10％液流量 (2)雾沫夹带线 雾沫夹带线——气相负荷上限线。 雾沫夹带量 ≤ 0.1kg（液）/kg（气） 夹带气速 umax
①生产能力大； ②分离效率高；
③压力降小，持液量小； ④操作弹性大； ⑤造价较高； ⑥易堵塞；
⑦侧线进料和出料较难。
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3.3.2 填料的类型与性能评价
填料分类
散堆填料 鞍形 球形 环形 拉西环 鲍尔环 阶梯环 弧鞍（贝鞍） 矩鞍（英特洛克斯） 金属环矩鞍 丝网波纹 孔板波纹 隔栅型 格利希隔栅
波纹型 规整填料
阶梯环
扁环
改变通量，改善气液流动状况
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一、填料的类型
拉西环
15鲍尔环ຫໍສະໝຸດ 一、填料的类型阶梯环
16
扁环
一、填料的类型
(2)鞍形填料与环鞍形填料 弧鞍填料 矩鞍填料 改进矩鞍填料 与环形填 料相结合 环矩鞍填料
17
一、填料的类型
弧鞍填料
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矩鞍填料
一、填料的类型
金属环矩鞍填料
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一、填料的类型
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金属波纹填料
陶瓷孔板纹填料
二、填料的性能及其评价
1.填料的几何特性 (1)比表面积 单位体积填料层的表面积称为比表面积，以 表示，其单位为 m2/m3。 分析


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～ 传质面积 ～ 传质效率 ～ 流动阻力 ～ 生产能力
二、填料的性能及其评价
(2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以 表示，其单位为 m3/m3，或以%表示。 分析
4
漏液气速 umin
二、塔板负荷性能图
(3) 液相负荷下限线 液流量过低，板上液层不均匀，气体停留时间 短，传质效率低。 堰上液层高度≥ 0.006 m 最小液流量 Lmin
(4) 液相负荷上限线 液流量过高，液体通过降液管内的停留时间较 短，气泡来不及与液体分离—— 气泡夹带。
液体在降液管停留时间 ≥ 5 s
⑤操作弹性； ⑥操作线的调节。
7
第3.3
填料塔
两相组分沿塔高连续变化，连续接触式气、液传质设备
填料表面形成液膜——润湿填料表面上进行传质 8
一、填料塔的结构
气体 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
液体
9
二、填料塔的特点
与板式塔相比，填料塔具有以下特点：
2.规整填料 (1)格栅填料 格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的， 具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为 木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填 料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等。格栅填料的 比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防 堵等场合。
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一、填料的类型
木格栅填料
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练 习 题 目
思考题
1.塔板负荷性能图的构造如何？ 2.填料有哪些主要类型？ 3.填料的几何特性包括哪些参数？
作业题: 无
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湿填料 因子
L
～

～
压降填料因子
湿填料因子
P
泛点填料因子
F
P
F
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△p
操作气速 u
△pF
泛点气速 uF
二、填料的性能及其评价
2.填料的性能评价
填料的性能评价指标： ①生产能力大； ②传质效率高； ③填料层压降低； ④操作弹性大； ⑤造价低。
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9 种填料综合性能评价 ———————————————————————— 填料名称 评估值 评价 排序 ———————————————————————— 丝网波纹填料 0.86 很好 1 孔板波纹填料 0.61 相当好 2 金属Intalox填料 0.59 相当好 3 金属鞍形环填料 0.57 相当好 4 金属阶梯环填料 0.53 一般好 5 金属鲍尔环填料 0.51 一般好 6 瓷Intalox填料 0.41 较好 7 瓷鞍形环填料 0.38 略好 8 瓷拉西环填料 0.36 略好 9 ————————————————————————
公称直径 d ，mm 填料几何 特性 比表面积 ，m2/m3 空隙率ε ，m3/m3 填料因子φ， m-1 干填料因子 湿填料因子 减少压力降、增大比表面积、增加气、液 扰动和改善表面润湿性能
一、填料的类型
1.散装填料
(1) 环形填料 增加填料比表面积 十字隔 螺旋环 勒辛环 板环 拉西环
鲍尔环
(3)球形填料与花环填料 1)球形填料
①多面球填料； ②TRI球形填料。 2)花环填料 ①花环填料； ②共轭环填料； ③海尔环填料； ④纳特环填料。
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通常用塑料注塑而成
一、填料的类型
多面球形填料
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TRI 球形填料
一、填料的类型
花环填料
海尔环填料
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一、填料的类型
共轭环填料
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OX环
一、填料的类型