【正文】 一，操作中有部分填料表面不被潤濕，以致比表面積中只有某個(gè)分率的面積才是潤濕面積。為此，須把比表面積與有效的傳質(zhì)比表面積加以區(qū)分。值大則氣體通過填料層的阻力小，故 值以高為宜。 填料塔的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特性 （ 3）塔內(nèi)單位體積具有的填料個(gè)數(shù)根據(jù)計(jì)算出的塔徑與填料層高度，再根據(jù)所選填料的 n值，即可確定塔內(nèi)需要的填料數(shù)量。 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng) 填料塔的流體力學(xué)性能主要包括填料層的持液量、填料層的壓降、液泛、填料表面的潤濕及返混等。 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng) 動(dòng)持液量是指填料塔停止氣液兩相進(jìn)料時(shí)流出的液體量，它與填料、液體特性及氣液負(fù)荷有關(guān)。 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng) 2. 填料層的壓降 在逆流操作的填料塔中，從塔頂噴淋下來的液體，依靠重力在填料表面成膜狀向下流動(dòng)，上升氣體與下降液膜的摩擦阻力形成了填料層的壓降。曲線 3表示不同液體噴淋量下，填料層的 △ P/Z～ u關(guān)系，稱為填料操作壓降線。開始發(fā)生攔液現(xiàn)象時(shí)的空塔氣速稱為載點(diǎn)氣速，曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn) A，稱為載點(diǎn)。 應(yīng)予指出，在同樣的氣液負(fù)荷下，不同填料的 △ P/Z～ u關(guān)系曲線有所差異，但其基本形狀相近。 填料特性的影響集中體現(xiàn)在填料因子上。 操作的液氣比愈大，則在一定氣速下液體噴淋量愈大，填料層的持液量增加而空隙率減小，故泛點(diǎn)氣速愈小。h ）。h ）； a —— 填料的比表面積， m2/m3。h ）；對(duì)于直徑大于 75mm的散裝填料，取 (LW)min = m3/（ m若噴淋密度過小，可采用增大回流比或采用液體再循環(huán)的方法加大液體流量，以保證填料表面的充分潤濕；也可采用減小塔徑予以補(bǔ)償；對(duì)于金屬、塑料材質(zhì)的填料，可采用表面處理方法，改善其表面的潤濕性能。因此，按理想的活塞流設(shè)計(jì)的填料層高度，因返混的影響需適當(dāng)加高，以保證預(yù)期的分離效果。 —— 液體空塔質(zhì)量通率， kg/(s 填料塔的傳質(zhì)速率也可以直接用體積傳質(zhì)總系數(shù)、傳質(zhì)單元高度和等板高度表示。對(duì)于普通填料，支承板的自由截面積應(yīng)不低于全塔面積的 50%，并且要大于填料層的自由截面積，常用的支承板有柵板和各種具有升氣管結(jié)構(gòu)的支承板（圖 356）。既然如此，直徑越大的填料塔，塔壁所占的比例越小，向壁偏流現(xiàn)象應(yīng)該越小才是。 常用的液體分布器結(jié)構(gòu)如圖 357所示。這種分布器不易堵塞，對(duì)氣體的阻力小，但對(duì)安裝水平要求較高，特別是當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)。 液體再分布器 為改善向壁偏流效應(yīng)造成的液體分布不均，可在填料層內(nèi)部每隔一定高度設(shè)置一液體分布器。如考慮分段卸出填料，再分布器之上可另設(shè)之承板（圖 358）。 填料塔與板式塔的比較 對(duì)于許多逆流氣液接觸過程，填料塔和板式塔都是可以適用的，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。設(shè)計(jì)良好的板式塔，則具有大得多的操作范圍。板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤管。 填料塔與板式塔的比較 ⑤ 關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。 ⑩ 塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。 ⑧ 對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。 ④ 以前亂堆填料塔直徑很少大于 ，后來又認(rèn)為不宜超過，根據(jù)近 3年來填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制似乎不再成立。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。 填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷變化更為敏感。折板除沫器阻力較小（ 50~30Pa），只能除去 50的微小液滴，壓降不大于 250Pa,但造價(jià)較高。通常，對(duì)于偏流現(xiàn)象嚴(yán)重的拉西環(huán)，每段高度約為塔徑的 5~3倍。 除以上介紹的幾種分布器外，各種噴灑式分布器也是比較常用的（如蓮蓬頭），特別是在小型填料塔內(nèi)。但是，由于管壁上的小孔容易堵塞，被分散的液體必須是潔凈的?，F(xiàn)已基本搞清，除填料本身性能方面的原因外，液體初始分布不均，特別是單位塔截面上的噴淋點(diǎn)數(shù)太少，是產(chǎn)生上述狀況的重要因素。分布器設(shè)計(jì)不當(dāng)，液體預(yù)分布不均，填料層內(nèi)的有效潤濕面積減少而偏流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。 支承板：支承板的主要用途是支承板內(nèi)的填料，同時(shí)又能保證氣液兩相順利通過。 填料塔的傳質(zhì) （ 2）氣相傳質(zhì)系數(shù) 式中 —— 系數(shù)，大于 15mm的環(huán)形和鞍形填料為 ，小于 15mm的填料為 ； —— 氣相傳質(zhì)系數(shù)， kmol/（ m2 s kPa）； —— 氣體常數(shù)， （ kmol K）； —— 氣體溫度， K； —— 溶質(zhì)在氣體中的擴(kuò)散系數(shù)， m2/s； —— 氣體粘度，； —— 氣體密度， kg/m3； —— 氣相的質(zhì)量流速， kg/（ m2 s）； 填料塔的傳質(zhì) 恩田提出的關(guān)聯(lián)式（ 345）和式（ 346）是以式（ 344）計(jì)算的潤濕表面積為基準(zhǔn)整理的。s/m2 和密度， kg/m3。下面介紹計(jì)算 的恩田（ Onda）公式，該公式為： 式中 —— 液體表面張力， N/m； —— 填料上液體鋪展開的最大表面張力， N/m。造成返混現(xiàn)象的原因很多，如：填料層內(nèi)的氣液分布不均；氣體和液體在填料層內(nèi)的溝流；液體噴淋密度過大時(shí)所造成的氣體局部向下運(yùn)動(dòng)；塔內(nèi)氣液的湍流脈動(dòng)使氣液微團(tuán)停留時(shí)間不一致等。 填料表面潤濕性能與填料的材質(zhì)有關(guān)，就常用的陶瓷、金屬、塑料三種材質(zhì)而言，以陶瓷填料的潤濕性能最好，塑料填料的潤濕性能最差。其值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可采用經(jīng)驗(yàn)值。 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng) 最小噴淋密度通常采用下式計(jì)算，即式中 Umin —— 最小噴淋密度， m3/（ m2要形成液膜，填料表面必須被液體充分潤濕，而填料表面的潤濕狀況取決于塔內(nèi)的液體噴淋密度及填料材質(zhì)的表面潤濕性能。 流體物性的影響體現(xiàn)在氣體密度 rV、液體的密度 rL和粘度 mL上。 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng) 3. 液泛 在泛點(diǎn)氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾?，此時(shí)氣體呈氣泡形式通過液層，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，液體被大量帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至?xí)黄茐?，此種情況稱為淹塔或液泛。氣速增加很小便會(huì)引起壓降的劇增，此現(xiàn)象稱為液泛，開始發(fā)生液泛現(xiàn)象時(shí)的氣速稱為泛點(diǎn)氣速，以 uF表示，曲線上的點(diǎn) B，稱為泛點(diǎn)。此時(shí) △ P/Z～ u為一直線，位于干填料壓降線的左側(cè)，且基本上與干填料壓降線平行。將不同液體噴淋量下的單位填料層的壓降 DP/Z與空塔氣速 u的關(guān)系標(biāo)繪在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，可得到如圖所示的曲線簇。顯然，總持液量為靜持液量和動(dòng)持液量之和，即 填料層的持液量可由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，也可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。持液量可分為靜持液量 H s、動(dòng)持液量 H o和總持液量 H t。若