【正文】 ，在近塔壁處填料層空隙率比填料層中心部位的空隙率明顯偏高，會影響氣液的均勻分布。 當氣體以一定流量過填料層時，按塔橫截面積計的氣速 稱為 “ 空塔氣速 ” （簡稱空速），而氣體在填料層孔隙內(nèi)流動的真正氣速為 。 填料塔的結構及其結構特性 （ 2）空隙率 塔內(nèi)單位體積填料層具有的空隙體積， m2/m3。第二，有的部位填料表面雖然潤濕，但液流不暢，液體有某種程度的停滯現(xiàn)象。 填料塔的結構及其結構特性 2. 填料特性的評價 （ 1）比表面積塔內(nèi)單位體積填料層具有的填料表面積，m2/m3。因此，當填料層較高時，需要進行分段，中間設置再分布裝置。 填料塔的結構及其結構特性 氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。 塔板型式 填料塔 填料塔的結構及其結構特性 氣液兩相在填料層內(nèi)的流動 填料塔的傳質 填料塔的附屬結構 填料塔與板式塔的比較 填料塔的結構及其結構特性 1. 填料塔的結構 如圖所示為填料塔的結構示意圖，填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。斜孔的開口方向與液流方向垂直，同一排孔的孔口方向一致，相鄰兩排開孔方向相反，使相鄰兩排孔的氣體向相反的方向噴出。 塔板型式 （ 2）浮舌塔板 如圖所示，與舌型塔板相比，浮舌塔板的結構特點是其舌片可上下浮動。舌孔按正三角形排列，塔板的液體流出口一側不設溢流堰，只保留降液管，降液管截面積要比一般塔板設計得大些。 、 20176。若氣速過高，會造成較為嚴重的液沫夾帶，使塔板效率下降，因而生產(chǎn)能力受到一定的限制。 塔板型式 塔板型式 操作時，由閥孔上升的氣流經(jīng)閥片與塔板間隙沿水平方向進入液層，增加了氣液接觸時間，浮閥開度隨氣體負荷而變，在低氣量時，開度較小，氣體仍能以足夠的氣速通過縫隙，避免過多的漏液；在高氣量時，閥片自動浮起，開度增大，使氣速不致過大。浮閥的類型很多，國內(nèi)常用的有如圖片 34所示的 F1型、 V4型及 T型等。其缺點是篩孔易堵塞，不宜處理易結焦、粘度大的物料。塔板上設置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。泡罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代，在新建塔設備中已很少采用。 塔板型式 塔板型式 操作時，液體橫向流過塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液層，齒縫浸沒于液層之中而形成液封。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。 ② 同一板型但設計不同，線的相對位置也會不同。在此范圍內(nèi)，氣液兩相流量的變化對板效率影響不大。實現(xiàn)斜向進氣的塔結構有多種形式。即可維持一定的液層厚度，還可以消除液面落差，促使氣流的均布。 結構參數(shù) （ 2）設置傾斜的進氣裝置，使全部或部分氣流斜向流入液層 在塔板上適當?shù)卦O置傾斜進氣裝置，使全部或部分氣體沿傾斜于液體流動的方向進入液層，具有以下優(yōu)點。對于重組分表面張力較小的物系，缺口處的表面張力小于，缺口將自動擴展加深，導致液滴分裂。 結構參數(shù) 在噴射狀態(tài)中，液相被分散成液滴而形成界面。 結構參數(shù) 顯然，對于重組分表面張力較小的物系，局部傳質處的表面張力 將小于 ，液體被拉向四周，導致液膜破裂氣泡合并。在傳質過程中，液膜是否穩(wěn)定左右著實際相界面的大小。 （ 1）合理選擇塔板的開孔率和孔徑造成適應于物系性質的氣液接觸狀態(tài) 塔板上存在著兩種氣液接觸狀態(tài) —— 泡沫狀態(tài)和噴射狀態(tài)。一般據(jù)修正平衡線的概念， 實驗經(jīng)?？迹ㄔO各板 均相等為 ，全回流求實際塔板數(shù)）。點效率不能滿足此要求。液泛時的氣速稱為泛點氣速，正常操作氣速應控制在泛點氣速之下。 當塔板上液體流量很大，上升氣體的速度很高時，液體被氣體夾帶到上一層塔板上的量劇增，使塔板間充滿氣液混合物，最終使整個塔內(nèi)都充滿液體，這種由于液沫夾帶量過大引起的液泛稱為夾帶液泛。 影響液沫夾帶量的因素很多，最主要的是空塔氣速和塔板間距。在塔板液體入口處，液層較厚，往往出現(xiàn)漏液，為此常在塔板液體入口處留出一條不開孔的區(qū)域，稱為安定區(qū)。漏液的發(fā)生導致氣液 的 兩 相在塔板上的接觸時間減少，塔板效率 板式塔的不正常操作現(xiàn)象 下降，嚴重時會使塔板不能積液而無法正常操作。因此，進行塔板設計時，應綜合考慮，在保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。因噴射接觸狀態(tài)的氣速高于泡沫接觸狀態(tài)，故噴射接觸狀態(tài)有較大的生產(chǎn)能力，但噴射狀態(tài)液沫夾帶較多，若控制不好，會破壞傳質過程，所以多數(shù)塔均控制在泡沫接觸狀態(tài)下工作。 篩板上的氣液接觸狀態(tài) （ 4）噴射接觸狀態(tài) 當氣速繼續(xù)增加，由于氣體動能很大，把板上的液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。氣泡之間相互碰撞，形成各種多面體的大氣泡，板上為以氣體為主的氣液混合物。 （ 1）鼓泡接觸狀態(tài) 當氣速較低時，氣體以鼓泡形式通過液層。為獲得盡可能大的傳質推動力，目前在塔板設計中只能采用錯流流動的方式，即液體橫向流過塔板，而氣體垂直穿過液層。 概述 為有效地實現(xiàn)氣液兩相之間的傳質，板式塔應具有以下兩方面的功能： ① 在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸，為傳質過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，減小傳質阻力； ② 在塔內(nèi)應盡量使氣液兩相呈逆流流動，以提供最大的傳質推動力。 如圖所示 ，板式塔正常工作時，液體在重力作用下自上而下通過各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動下，經(jīng)均布在塔板上的開孔由下而上穿過各層塔板后由塔頂排出，在每塊塔板上皆貯有一定的液體，氣體穿過板上液層時，兩相接觸進行傳質。 概述 但是，在每塊塔板上，由于氣液兩相的劇烈攪動，是不可能達到充分的逆流流動的。如圖所示，當液體流量一定時，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)四種不同的接觸狀態(tài)。當氣泡的形成速度大于氣泡的浮升速度時，氣泡在液層中累積。由于泡沫接觸狀態(tài)的表面積大，并不斷更新，為兩相傳熱與傳質提供了良好的條件，是一種較好的接觸狀態(tài)。 如上所述，泡沫接觸狀態(tài)和噴射狀態(tài)均是優(yōu)良的塔板接觸狀態(tài)。塔板壓降增大，一方面塔板上氣液兩相的接觸時間隨之延長，板效率升高，完成同樣的分離任務所需實際塔板數(shù)減少，設備費降低；另一方面，塔釜溫度隨之升高，能耗增加，操作費增大，若分離熱敏性物系時易造成物料的分解或結焦。當氣體通過塔板的速度較小時，氣體通過升氣孔道的動壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下時，便會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。 造成漏液的主要原因是氣速太小和板面上液面落差所引起的氣流分布不均勻。為維持正常操作，需將液沫夾帶限制在一定范圍，一般允許的液沫夾帶量為 （液） / kg（氣）。如果由于某種原因，導致液體充滿塔板之間的空間，使塔的正常操作受到破壞，這種現(xiàn)象稱為液泛。對一定的液體流量，氣速過大會形成液