化工分離過(guò)程(第19講)(5分離設(shè)備的處理能力和效率)-文庫(kù)吧
2024-12-19 08:49 本頁(yè)面
【正文】 理能力的影響因素 14 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 實(shí)際板與理論板的差異 理 論 板 實(shí) 際 板 1. 離開板的氣液相濃度達(dá)到 平衡 ； 達(dá)到平衡要無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間。影響因素：塔板結(jié)構(gòu)、流動(dòng)情況和物性等。 2. 氣液兩相 完全混合 ，板上濃度均一； 板上液相濃度徑向分布，液體入口處濃度高，進(jìn)入的氣相各點(diǎn)濃度不相同。 3. 均勻流動(dòng)，各點(diǎn) 停留時(shí)間相同 ； 不均勻流動(dòng)，各點(diǎn)停留時(shí)間不同。 4. 無(wú)霧沫夾帶、漏液、液相泡沫夾帶等 。 有霧沫夾帶、漏液、液相泡沫夾帶等。 引入效率的概念 15 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 板效率 概述 （ 1） 板效率就是塔設(shè)備中 實(shí)際板與理論板差異 的 定量描述 。 （ 2） 板效率與傳質(zhì)速率 、 板上汽液兩相混合情 況 、 非理想流動(dòng)以及級(jí)間返混 （ 霧沫夾帶 ， 泡沫夾帶 ， 漏液 ） 等因素有關(guān) 。 16 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 全塔效率（ ET） 全塔效率 ：完成給定分離任務(wù)所須理論板與實(shí)際板之比 。 全塔板效率是板式塔分離性能的綜合量度 ， 它將各種可能對(duì)塔分離效率有影響的因素全考慮在內(nèi) 。 由于分離設(shè)備的復(fù)雜性 ， 所有這些因素與全塔效率的關(guān)系難以理清 。所以 ， 關(guān)于全塔效率的可靠數(shù)據(jù)只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定獲得 。也有人對(duì)全塔效率進(jìn)行關(guān)聯(lián) ， 目前得到比較廣應(yīng)用的關(guān)聯(lián)方法是 O’ conncll的關(guān)聯(lián)法 。 ? ?15 ??實(shí)理NNET17 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 1）氣相默弗里效率：以組分 i的氣相濃度表示。 默弗里（ Murphree）板效率 假定板間氣相完全混合，氣相以活塞流垂直通過(guò)液層。板上液體完全混合，其組成等于離開該板降液管中的液體組成。那么，定義 實(shí)際板上的濃度變化 與 平衡時(shí)應(yīng)達(dá)到的濃度變化 之比為默弗里板效率。 ? ?251,1, ???????jijijijiMVi yyyyExi,j yi,j j yi,j+1 xi,j1 j1 圖 51 18 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 3）氣相默弗里效率和液相默弗里效率的關(guān)系 式中， m為板上平衡線的斜率。 當(dāng) mV/L=1時(shí)， EMV=EML；當(dāng) mV/L1時(shí)， EMVEML。 （ 2）液相默弗里效率：以組分 i的液相濃度表示。 19 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 點(diǎn)效率 ? ?成平衡與jijijijijijiOGixyyyyyE,*,1,*,1,45????????假設(shè)： （ 1）板上液層在垂直方向均勻混合； （ 2）汽體呈活塞流通過(guò)液層。 j1 j xi,j1 xi,j yi,j+1 J J ， j i y , ′ j i x , ′ 圖 52 點(diǎn)效率模型 20 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 默弗里板效率與點(diǎn)效率的主要區(qū)別 默弗里板效率中的是離開塔板的液體平均組成的平衡氣相組成 ， 而點(diǎn)效率中的為塔板上某點(diǎn)的液相組成平衡的氣相組成； 點(diǎn)效率中的是離開塔板上某點(diǎn)的液體組成氣相組成 ，而默弗里板效率中的為離開液層的氣相組成； 如果板上液體不僅在垂直方向上而且在水平方向也是混合均勻 ， 塔板上各點(diǎn)的液相組成相同 （ 且等于離開塔板的液相組成 ） ， 則以上第一點(diǎn)消失；塔板上各點(diǎn)的液相組成相同 ， 必使進(jìn)入塔板的氣相組成也相同 ， 塔板上各處的點(diǎn)效率相同 ， 則塔板上各點(diǎn)的點(diǎn)效率相同 ， 則第二點(diǎn)差別消失 ， 此時(shí)默弗里板效率和點(diǎn)效率相同 。 21 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 填料塔的等板高度（ HETP） （ 1） 填料 是塔設(shè)備中為 提高氣液相接觸界面 而放置的一些填充物。有散堆填料和規(guī)整填料兩種形式。 散堆填料 規(guī)整填料 22 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 2） HETP的概念 HETP指的是填料的理論板當(dāng)量高度 ， 即多少米高的填料相當(dāng)于一塊理論板 。 在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中 ， 填料層的理論高度計(jì)算就依賴于 HETP： 由于 HETP受很多因素的影響 ， 因此在計(jì)算或選擇使用 HETP時(shí)要慎重考慮 。 ? ?55HET P 理論板數(shù)填料高度?23 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 3） 使用 HETP的 注意要點(diǎn) ① 液相的塔頂分布和再分布 ：分布是否均勻直接影響填料的潤(rùn)濕 ， 從而影響傳質(zhì)效果使 HETP增大 。 因此 ， 在選擇 HETP時(shí)應(yīng)同時(shí)選擇與之配套的液體分布形式 。 ② 氣相進(jìn)入填料層的初始分布 ：氣體分布不均會(huì)導(dǎo)致填料層中流動(dòng)不均勻而出現(xiàn)傳質(zhì)情況不好 。 通常小徑塔不需要?dú)怏w分布器 ， 但大塔則必須要有 。 在選擇 HETP
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