化工分离工程课件武汉工程大学第五章分离设备处理能力和效率

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(5 1)6 [1页 5]5
式中:Pe l2 DEtL ——彼克来( Pecle) t 准数 tL (512)板上平均停留时间S , DE (519)涡流扩散系数m,2 / s (适用于泡罩板和筛 板孔 )
P2e( [ 1 4EPOeG)12 1]
书中有错
对(5—16)作图:
E EM OG V—EOG—Pe 图55 a,b
纵向混—合 与流体总方向平行
横向混—合 与流体总方向垂直
a. E MV EOG 与 E MV 关系曲线位于图 5 4
两条曲线之间。 b. 纵向混合:
促使液体沿流程 减浓 小度 ,差 使得所有 液位 体置上
组成更接近于出 ,口 图 5组 4中成体现趋向由完全不
c混 . 横 合向向 完混 全混 合 合 向 : 曲 移线 动方 , EM 使VEOG
5.1.2 气液传质设备的效率及其影响 因数
一、效率的表示方法
理论板与实际板比较:
理论板
实际板
板上液相浓度径向分 1. 气液两相完全混合 布,液体入口处浓度高
,板上浓度均一。
,进入的气相各点浓度 不相同。
理论板
实际板
2. 离开板的气液相浓 达到平衡要无限长时间。
度达到平衡
影响因数:塔板结构,流
yiyi*Kixi
起明显有利的影响;
2. 不均匀流动、环流会产生不利影响
3. 液相横向混合,能削这种的影响,
4. 3.
源自文库
随使EE塔MOGV经增大;,纵向不完全混合性的
4. 有利影响下降,不均匀流动趋于严重。
3.雾沫夹带
使重组分含量高的液体进入上层塔板 ——上层塔板轻组分浓度下降
雾沫夹带对板效率的影响:
有雾沫夹带下E的 a:板效率
Ea1[eEEM M( VV1e) ];
EaEMV
e——雾沫夹带量
4.物性的影响
◆液体粘度
粘度高,两相接触差,扩散系数低,传质速率 低,效率低。
化工分离工程课件武汉工程大学第 力和效率
雾沫夹带
——分离过程中为处理能力的极限
表示方式:雾沫夹带量或泛点百分率
板间距下降、塔负荷上升会使雾沫夹带量上升。
压力降(与处理能力有关) 真空操作:有一上限 板式塔:构成降液管内液位高度重要组成部分,压
力降大,液位高,若很大,就会产生液泛。
停留时间
停留时间长,效率高,处理能力低; 停留时间短,效率低,处理能力高,产品质量差。返回
二、效率的影响因素
从机理上分析
1.传质速率
假设:
a. 板上空间气体完全混合,进入液相气体组成 与板上位置无关。 b. 液相组成在垂直方向上与液层高度(Z)无关。 有:气体通过板上dz的微元高度时i组分的传递量
GdAdyiKYa(yi*yi)dAdZ (56) G——单位时间, 积单 上位截面 的气相摩尔 m流 o( / lm 率 2s, ) a——鼓泡层中的 比气 表液 面接 m积 2/触 m, 3
Ei,MV
yi, j yi*, j
yi, j1 yi, j1
Ei,ML
xi, xi*,
j j
xi, xi,
j1 j1
yi*, j与xi, j成平衡
xi*, j与yi, j成平衡
j-1
Xi,j
Xi,j-1
yi,j
j
yi,j+1
注意:
1. E i, M V E i, ML
2. 不同组分计算结果不同 (二元除外)。
积分 (56):
气相总传质 单元数
KY G a点Zlnyyi*,i*j,jyyi,ij,j1NOG(57)

1E 率O G 1y yii* ,,jj y yii,,jj 1 1yy i* ,i* j,j yy i,ij, j1e N OG
NOG 与EO的 G 关系:
EOG
1 e N OG
减少了停留时 和间 反不 混均 造一 成的 ,接不 近利 停影 留响 时
均一情况。若 合无 时纵 ,E向 可 M混 V 使 EOG 。若存在部 分纵向混合时 合, 也横 应E向 该 M混 V 使 EOG。
美国化工学会(AIChE)模型:
条件:仅停留时间均一下纵向混合(无横向混合)
E E M O G V
动情况、物性、
传质量:V(yi*yj1)
平衡关系。
3. 均匀流动,各点停 不均匀流动,各点停留
留时间相同。
时间不同。
4. 无雾沫夹带、漏液 有雾沫夹带、漏液、液 、液相夹带汽相等。 相夹带汽相等。
∴ 引入效率概念
1. 全塔 E T 效率 定义 E T: N 理N 实
2. 默弗里板 Ei效 ,M率 V
Ei,OG
yi, j yi, j1 yi*, j yi, j1
yyii*,,jj
yi,j1 yi,j1
Ei,MV
这时: E MV E OG 1 e N OG
(5-14)
(2)板上液体完(活 全塞 不 )且 流混 停合 留时间
Lew研 is究: mLV
EMV [e(EOG
/

1]
3. 点效 Ei, 率 OG
J
假设:流体垂直方向完全混合
Xi,j-1
j-1
在一垂直处 J—J′处:
Xi,j
yi′, j
j
x′i, j
Ei,OG
yi, j yi*, j
yi, j1 yi, j1
, yi,j+1
J
yi*, j与xi, j成平衡
4. 填料塔的等板高度 HETP HETP=填料层高度/理论板数
(5 15)
两种极限情况的比较:
E MV E OG
1
说明:
1. 完全混合 EEM OGV1
完全混合
完 全 不 混E合 MV EOG
EOG/
图 5-4
2. 当NOG一定时:液体混 合作用减弱, EM使 V增大,
而且越小, EMV越大。
(3)板上液体部分混合 板上液体以不同 响E方M式 VE影 OG。
KY aZ
1e G
(5 8)
由双膜理论:
1 N OG
1 NG
1
N
L
L mV
据美国化工学会对泡塔罩 和筛板塔研究结果:
气相传 N G 质 单 ( 5 元 1) 0数
液相传 N L 质 单 ( 5 元 1) 1数
2. 流型和混合效应
二种极端情况:
(1)板上液体完全混合
xi, j xi, j yi, j yi, j
Pe 完全不混EM 合VEOG Pe0 完全混合EMVEOG
讨论:
1. 不均匀流动、环流对塔板效率产生不利 影响(点效率下降);
2. 小直经塔,板上液体为完全混合; 3. 大直经塔,板上液体不混合性增强。
综上所述:
1. 完全混合板效率等于点效率;
2.
液相纵向不完全混合,使 E MV E OG
对板效率
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