化工分離過程(第19講)(5分離設備的處理能力和效率)(編輯修改稿)
2025-01-16 08:49 本頁面
【文章內容簡介】 時要留有適當的余地 。 ③ 物性 ：散堆填料 ， HETP通常與物性關系不大 。 規(guī)整填料在處理含水量高的物料或表面張力和液相粘度高的物料時 ， HETP也會高 。 24 氣液傳質設備的效率及其影響因素 ④ 操作壓力 ： 10kPa~常壓范圍 ， 壓力對 HETP基本無影響；壓力小于 10kPa， HETP隨壓力下降有所減小；高壓下 ，通常壓力增加 ， HETP也會增大 。 ⑤ 最小噴淋密度 ：當液體噴淋密度低于最小噴淋密度時 ，液體不能完全潤濕填料 ， 傳質效果會大幅度降低 ， HETP也會大幅度增加 。 ⑥ 塔徑和填料層高度 ：塔徑和填料層高度選擇的前提是首先要保證汽液兩相在填料中充分接觸 。 塔徑過大 ， 汽 、 液相的分布難度也大；塔徑過小 ， 流動阻力加大 。 因此 ， 在確定合適的 HETP后 ， 應配一合適的塔徑和填料層高度 。 25 氣液傳質設備的效率的影響因素 傳質 速率 流型 混合 霧沫 夾帶 物性 氣液傳質設備的處理能力和效率 26 氣液傳質設備的效率及其影響因素 傳質速率 j1 j xi,j1 xi,j yi,j+1 J J ， j i y , ′ j i x , ′ 圖 52 點效率模型 如圖 52所示，假設板上空間的氣體 完全混合，故進入液相的汽相組成與板 上的位置無關，令板上 的液層高度為 Z， 液體在板上流動路程的長度為 L，假定 液相組成在垂直方向上與 Z無關，在水 平方向上是 L 的函數。當汽相通過板上 液層高度為 dZ的微元時，組分 i 的傳質 量為： 27 氣液傳質設備的效率及其影響因素 ? ? ? ?65 ??????? dZdAyyaKdydAG iiyi ? ?851111,1,1,OG ?????????????? ????????? GZaKNjijijijijijijijiyOG eeyyyyyyyyE ? ?75ln1, ???????????OGjijijijiy NyyyyGZaK對其沿料液高度積分，得： 將其與點效率式關聯，得： 微元 28 氣液傳質設備的效率及其影響因素 氣相流率 G一定時 ， EOG由兩相接觸情況決定 ， 隨 Z、a和 Ky的增大而增大 。 所以 ， 塔板上 液層越厚 ， 氣泡越分散 ， 表面湍動程度越高 ， 點效率也越高 。 ? ?8511OG ???????? GZaKNyOG eeE29 氣液傳質設備的效率及其影響因素 塔板上任意一點的 液體 都可能存在三個方向的混合： ?① 沿液體流動方向的混合 ， 稱為 軸向混合 ； ?② 垂直于塔板液面 、 沿汽流方向的混合 ， 通 常假定此方向的混合為完全混合； ?③ 在塔板平面上與液流方向垂直的混合 ， 稱 為 橫向混合 。 對小塔徑塔板 ， 其上面的液流可認為是完全混合 ， 板上各點效率一樣 ， EMV=EOG。 對大塔徑塔板 ， 其上面的液流在軸向和橫向不會完全混合 ， EMV≠EOG。 流型和混合效應 30 氣液傳質設備的效率及其影響因素 （ 1） 液流在板上無軸向混合 （ 活塞流 ） 液流在板上無軸向混合時 ， 即呈活塞流流動 ， 這時 ， 軸向濃度梯度最大 。 假設：汽相在板間完全混合； 板上各點的點效率相等； 則可從對微元體做物料衡算導出： ? ?? ? ? ?1551 ??? ?? OGEMV eE31 氣液傳質設備的效率及其影響因素 ? ?? ? ? ? ? ????????????????????????????????1412]1[1]1[1212eOGeLEeeeePOGMVPEPtDlPPePPeEE e??????????式中（ 2）液流在板上 軸向部分混合 采用渦流擴散模型導出： 式中： Pe為彼克來準數； tL為液體在板上的平均停留時間， s； DE為渦流擴散系數， m2/s。 32 氣液傳質設備的效率及其影響因素 （ 1） DE→0 時， Pe→∞ ， 無返混，活塞流， EMV/EOG最大； （ 2） DE→∞ 時， Pe=0， 全混合， EMV=EOG； （ 3）在 Pe=0和 Pe→∞ 之間， EMVEOG 33 氣液傳質設備的效率及其影響因素 液體在塔板上的非均勻流動 板上環(huán)流情況 34
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