化工分離過程(第19講)(5分離設(shè)備的處理能力和效率)(已修改)
2025-01-06 08:49 本頁面
【正文】 化工分離過程 Chemical Separation Processes 第五章 分離設(shè)備的處理 能力和效率 1 ? 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的估計方法 ? 萃取設(shè)備的處理能力和效率（自學(xué)） ? 傳質(zhì)設(shè)備的選擇 氣液傳質(zhì)設(shè)備的選擇 萃取設(shè)備的選擇 第五章 分離設(shè)備的處理能力和效率 2 本章將要研究傳質(zhì)設(shè)備問題 ， 重點分析和討論影響 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率的因素 ， 確定 效率的經(jīng)驗方法和機理模型 。同時還對 氣液和液液傳質(zhì)設(shè)備的選型 問題進行了研討 。 第五章 分離設(shè)備的處理能力和效率 3 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 氣液分離設(shè)備分類 微分接觸式（填料塔） 氣液分離設(shè)備 逐級接觸式（板式塔） 4 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 逐級接觸式（板式塔） 在圓柱形殼體內(nèi)按一定間距水平設(shè)置若干層塔板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排出，各層塔板上保持有一定厚度的流動液層；氣體則在壓強差的推動下，自塔底向上依次穿過各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內(nèi)逐板接觸進行質(zhì)、熱交換，兩相組成沿塔高呈階躍式變化。 板式塔 溶劑 氣體 5 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 微分接觸式（填料塔） 圓柱形殼體內(nèi)裝填一定高度的填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填料層后自塔底排出；氣體在壓強差推動下穿過填料層的空隙，由塔的一端流向另一端。氣液在填料表面接觸進行質(zhì)、熱交換，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。 溶劑 填料塔 氣體 6 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 液泛 霧沫 夾帶 壓力 降 停留 時間 7 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 夾帶液泛和溢流液泛 ? 夾帶液泛 ：過量液沫夾帶引起 。 板間距過小 ， 塔板上操作液流量過大 ， 上升氣速過高時 ， 液體被氣體夾帶到上層塔板的量增加很快 ， 塔板間將充滿氣 、 液混合物 ，引發(fā)液泛 。 ? 溢流液泛 ：液體在降液管內(nèi)受阻不能及時往下流動而在板上積累所致 。 Hd hf+ h? ? HT h0 how hw 8 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 液泛的影響 任何逆流流動的分離設(shè)備的處理能力都受到液泛的限制 ， 液泛氣速大 ， 設(shè)備的處理能力大 。 對于板式塔氣液分離設(shè)備 ， 液泛氣速隨 L/V的減小和板間距的增加而提高 。 對于填料塔 ， 由于規(guī)整填料的流道具有更大的連貫性 ， 所以 ， 對具有相同空隙率的填料塔 ， 規(guī)整填料塔的處理能力比亂堆填料塔要大 。 此外 ， 隨著 L/V的減小 ， 液體粘度 （ 液膜厚度 ） 的減小 、填料空隙率的增加和比表面積的減少 ， 液泛氣速增加 。 9 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 霧沫夾帶的影響 霧沫夾帶 是氣液兩相的物理分離不完全的現(xiàn)象 ， 由于它對級效率有不利的影響 ， 并增加了級間流量 ， 在分離設(shè)備中霧沫夾帶常常表現(xiàn)為 處理能力的極限 。 霧沫夾帶隨 板間距的減小 而增加 ， 隨 塔負(fù)荷的增加 急劇上升 。 在低的 L/V或低壓下 ， 霧沫夾帶是限制處理能力的主要因素 。 10 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 壓力降的影響 與處理能力密切相關(guān)的另一個因素是接觸設(shè)備中的 壓力降 。 對于減壓分離過程 ， 壓力降存在某個上限 ， 往往成為限制設(shè)備處理能力的主要因素 。 此外 ， 在板式塔中 ， 板與板之間的壓力降是構(gòu)成降液管內(nèi)液位高度的重要組成部分 ， 因此 ，過高的壓力降就可能引起液泛 。 有效長度 泡沫 hl hf how H T h 0 11 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 停留時間的影響 對于給定的設(shè)備 ， 限制處理能力的另一個因素是獲得適宜效率所需要的流體的 停留時間 。 接觸相在設(shè)備內(nèi)的 停留時間越長 ， 則級效率越高 ， 但處理能力低 。 若處理能力過高 ， 物流通過一個級的流速增加 ， 則級效率通常降低 ， 產(chǎn)品達不到分離要求 。 12 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率的表示方法 全塔 效率 板 效率 點 效率 等板 高度 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 13 塔板 是塔設(shè)備中用來進行 兩相接觸傳質(zhì)和流動再分布 的平臺。 斜孔塔板 浮閥塔板 泡罩塔板 噴射填料塔板 氣液傳質(zhì)設(shè)備處
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