【正文】 一填料塔中，噴液量越大，特征分布越均勻。 液體在填料塔中流下時，由于以下原因造成較大尺度上的分布不均勻，在設(shè)計時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)措施。 ⑴ 初始分布不均勻性 對于小塔，液體在亂堆填料層中雖有一定的自分布能力，但若液體初始分布不良，總體上填料的潤濕表面積減少。對于大塔，初始分布不良很難利用填料的自分布能力達(dá)到全塔截面液體的分布均勻。因此在設(shè)計時要選擇好液體分布器。 167。 填料塔 ⑵填料層內(nèi)液流的不均勻性 沿填料流下的液流可能向內(nèi)、也可能向外流向塔壁，導(dǎo)致較多液體沿塔壁流下形成壁流，減少了填料層的潤濕率，這種現(xiàn)象稱為填料層內(nèi)液流的不均勻性。尤其當(dāng)填料較大時（塔徑與填料之比 D/d＜ 8），壁流現(xiàn)象顯著。工業(yè)大型填料塔以取 D/d＞30為宜。此外，由于塔體傾斜、填充不均勻及局部填料破損等均會造成填料層內(nèi)液體分布不均勻，液流不均勻性是大型填料塔傳質(zhì)性能下降的主要原因。 167。 填料塔 4．填料塔中的持液量 在填料塔中流動的液體占有一定的體積，填料層的持液量是指在一定操作條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積，以 (m3液體 )/(m3填料 )表示。持液量可分為靜持液量 Hs、動持液量 Ho和總持液量 Ht。 靜持液量是指當(dāng)填料被充分潤濕后，停止氣液兩相進(jìn)料，并經(jīng)排液至無滴液流出時存留于填料層中的液體量，其取決于填料和流體的特性，與氣液負(fù)荷無關(guān)。動持液量是指填料塔停止氣液兩相進(jìn)料時流出的液體量，它與填料、液體特性及氣液負(fù)荷有關(guān)?？偝忠毫渴侵冈谝欢ú僮鳁l件下存留于填料層中的液體總量。顯然，總持液 量為靜持液量和動持液量之和，即 填料層的持液量可由實驗測出，也可由經(jīng)驗公式計算。 持液量與填料表面的液膜厚度有關(guān)，液體噴淋量大，液膜增厚，持液量也加大。在一般填料塔操作的氣速范圍內(nèi)，由于氣體上升對液膜流下造成的的阻力可以忽略，氣體流量對液膜厚度及持液量的影響不大。 一般來說，適當(dāng)?shù)某忠毫繉μ盍纤僮鞯姆€(wěn)定性和傳質(zhì)傳質(zhì)是有益的，但持液量過大，將減少填料層的空隙和氣相流通截面，使壓降增大，處理能力下降。 167。 填料塔 5．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，液膜與填料表面的摩擦及液膜與上升氣體的摩擦構(gòu)成了液膜流動的阻力，形成了填料層的壓降。顯然，填料層壓降與液體噴淋量及氣速有關(guān)，在一定的氣速下，液體噴淋量越大，壓降越大；在一定的液體噴淋量下，氣速越大，壓降也越大。將不同液體噴淋量下的單位填料層的壓降△ P/Z與空塔氣速 u的關(guān)系標(biāo)繪在對數(shù)坐標(biāo)紙上，可得到如下圖 。 167。 填料塔 在圖中，直線 0表示無液體噴淋（ L=0）時， 干填料的△ P/Z～ u關(guān)系，稱為干填料壓降線。 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。 從圖中可看出，在一定的噴淋量下，壓降隨空塔 氣速的變化曲線大致可分為三段：當(dāng)氣速低于 A點時， 氣體流動對液膜的曳力很小，液體流動不受氣流的影 響，填料表面上覆蓋的液膜厚度基本不變，因而填 料層的持液量不變，該區(qū)域稱為恒持液量區(qū)。 此時△ 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。當(dāng)氣速超過 A點時， 氣體對液膜的曳力較大，對液膜流動產(chǎn)生阻滯作用， 使液膜增厚，填料層的持液量隨氣速的增加而增大，此現(xiàn)象稱為攔液。 開始發(fā)生攔液現(xiàn)象時的空塔氣速稱為載點氣速，曲線上的轉(zhuǎn)折點 A，稱 為載點。 圖 單位填料層 的壓降△ P/Z 與 空塔氣速 u的關(guān)系 167。 填料塔 若氣速繼續(xù)增大，到達(dá)圖中 B點時，由于液體不能順利向下流動，使填料層的持液量不斷增大，填料層內(nèi)幾乎充滿液體。氣速增加很小便會引起壓降的劇增，此現(xiàn)象稱為液泛，開始發(fā)生液泛現(xiàn)象時的氣速稱為泛點氣速，以 uF表示，曲線上的點 B，稱為泛點。從載點到泛點的區(qū)域稱為載液區(qū)，泛點以上的區(qū)域稱為液泛區(qū)。 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。對于某些填料，載點與泛點并不明顯，故上述三個區(qū)域間無截然的界限。 167。 填料塔 6．液泛 對于逆流填料反應(yīng)塔，在泛點氣速下，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?，此時氣體呈氣泡形式通過液層，氣流出現(xiàn)脈動，液體被大量帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至?xí)黄茐模朔N情況稱為淹塔或液泛。影響液泛的因素很多，如填料的特性、流體的物性及操作的液氣比等。 填料特性的影響集中體現(xiàn)在填料因子上。填料因子值越小，越不易發(fā)生液泛現(xiàn)象。 流體物性的影響體現(xiàn)在氣體密度、液體的密度和粘度上。液體的密度越大，因液體靠重力流下，則泛點氣速越大。氣體密度越大，液體的粘度越大，相同氣速下對液體的阻力也越大，則泛點氣速越小。 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，故泛點氣速愈小。 167。 填料塔 7．液體噴淋密度和填料表面的潤濕 填料塔中氣液兩相間的傳質(zhì)主要是在填料表面流動的液膜上進(jìn)行的。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。 液體噴淋密度是指單位塔截面積上，單位時間內(nèi)噴淋的液體體積，以 U表示，單位為 m3/（ m2h ）。為保證填料層的充分潤濕，必須保證液體噴淋密度大于某一極限值，該極限值稱為最小噴淋密度，以 Umin表示。最小噴淋密度通常采用下式計算，即 式中 Umin── 最小噴淋密度， m3/（ m2h ）； (LW)min── 最小潤濕速率， m3/（ mh）； a ── 填料的比表面積， m2/m3。 167。 填料塔 最小潤濕速率是指在塔的截面上，單位長度的填料周邊的最小液體體積流量。其值可由經(jīng)驗公式計算，也可采用經(jīng)驗值。對于直徑不超過 75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率 (LW)min為 m3/（ mh）；對于直徑大于 75mm的散裝填料，取 (LW)min = m3/（ mh）。 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。 實際操作時采用的液體噴淋密度應(yīng)大于最小噴淋密度。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償；對于金屬、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。 167。 填料塔 8．返混 在填料塔內(nèi)，氣液兩相的逆流并不呈理想的活塞流狀態(tài)，而是存在著不同程度的返混。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所造成的氣體局部向下運動；塔內(nèi)氣液的湍流脈動使氣液微團(tuán)停留時間不一致等。填料塔內(nèi)流體的返混使得傳質(zhì)平均推動力變小，傳質(zhì)效率降低。因此，按理想的活塞流設(shè)計的填料層高度，因返混的影響需適當(dāng)加高，以保證預(yù)期的分離效果。 作業(yè)題 第四章 塔式反應(yīng)器作業(yè)題及參考答案 1，請寫出圖中用數(shù)字標(biāo)出的 填料塔反應(yīng)器各構(gòu)件的名稱 1塔體； 2液體分布器； 3填料 壓緊裝置； 4填料層； 5液體收集與 再分配裝置； 6支撐柵板 2，請寫出四種散裝填料和 一種整裝填料的名稱 散裝填料： (1)拉西環(huán)；（ 2）鮑爾環(huán)； (3)階梯環(huán)； （ 4）弧鞍； (5)矩鞍； (6)金屬環(huán)矩鞍； (7)多面球形； (8)TRI球形； (9)共軛環(huán)； (10)海爾環(huán)； (11)納特環(huán)。 整裝填料： (1)木格柵填料； (2)格里奇格柵填料； (3)金屬絲網(wǎng)波紋填料； (4)金屬板波紋填料； (5)脈沖填料。 圖 填料塔結(jié)構(gòu) 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH