35－36学时 二、塔板负荷性能图 化工传质与分离过程教学课件

二、塔板负荷性能图 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。塔板的负荷性能用负荷性能图表示1.塔板负荷性能图的构造塔板的负荷性能图液相负荷上限线漏液线液沫夹带线液相负荷下限线液泛线512341L1V操作点操作线(1)漏液线漏液线气相负荷下限线漏液量 10液流量2. 塔板负荷性能图的绘制原则漏液气速 umin(2)液沫夹带线液沫夹带线气相负荷上限线液沫夹带量 0.1kg液/kg气夹带气速 umax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。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。堰上液层高度 0.006 m最大液流量 Lmax液体在降液管停留时间 5 s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。)(WTdhHH液泛气速 uF降液管内液层高度安全系数塔板间距溢流堰高度二、塔板负荷性能图v 适宜操作区v 操作点v 操作线v 操作控制v 操作弹性v 操作线的调节二、塔板负荷性能图3.板式塔的操作分析 一、填料塔的结构 填料塔为连续接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、液体分布器、填料支承板、塔填料、填料压板及液体再分布装置等部件构成。 1.塔壳体；2.液体分布器；3.填料压板；4.填料；5.液体再分布器；6.填料支承板。填料塔结构示意图填料塔液相连续相气相分散相与板式塔相比，填料塔具有以下特点：v 生产能力大v 侧线进料和出料较难二、填料塔的特点v 压力降小，持液量小v 操作弹性大v 分离效率高v 造价较高v 易堵塞一、填料的类型(1) 环形填料 拉西环勒辛环十字隔板环螺旋环鲍尔环阶梯环扁环改变通量，改善气液流动状况增加填料比表面积1.散装填料拉西环鲍尔环阶梯环扁环(2)鞍形填料与环鞍形填料 弧鞍填料改进矩鞍填料矩鞍填料与环形填料相结合环矩鞍填料一、填料的类型弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料(3)球形填料与花环填料 球形填料 v 多面球填料 v 花环填料 通常用塑料注塑而成v TRI球形填料 v 共轭环填料 v 海尔环填料 v 纳特环填料 花环填料一、填料的类型多面球形填料TRI 球形填料花环填料海尔环填料共轭环填料纳特环填料塑料异型环矩鞍填料天津市“挑战杯” 三等奖阶梯形环鞍塑料填料(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。 2.规整填料一、填料的类型木格栅填料格里奇格栅填料(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。一、填料的类型金属孔板波纹填料金属丝网波纹填料陶瓷板波纹填料塑料板波纹填料二、填料的性能及其评价 (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。 传质面积传质效率流动阻力生产能力分析 aaa1.填料的几何特性 (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。 流动阻力塔压降生产能力传质效率流动阻力分析 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。 3a分析 传质效率流动阻力生产能力a二、填料的性能及其评价 干填料因子在操作状态下湿填料因子压降填料因子 P泛点填料因子 F二、填料的性能及其评价 L湿填料因子PP 操作气速 uFPF 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 v 生产能力大v 传质效率高v 填料层压降低v 操作弹性大v 造价低 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 二、填料的性能及其评价 练 习 题 目思考题作业题: 无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？