【正文】 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 。 作業(yè)題 第四章 塔式反應(yīng)器作業(yè)題及參考答案 1，請(qǐng)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(qǐng)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)。填料塔內(nèi)流體的返混使得傳質(zhì)平均推動(dòng)力變小，傳質(zhì)效率降低。 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。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。 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。h）；對(duì)于直徑大于 75mm的散裝填料，取 (LW)min = m3/（ m其值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可采用經(jīng)驗(yàn)值。 167。h ）； (LW)min── 最小潤濕速率， m3/（ m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。 液體噴淋密度是指單位塔截面積上，單位時(shí)間內(nèi)噴淋的液體體積，以 U表示，單位為 m3/（ m2 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(dòng)的液膜上進(jìn)行的。 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。液體的密度越大，因液體靠重力流下，則泛點(diǎn)氣速越大。填料因子值越小，越不易發(fā)生液泛現(xiàn)象。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。 167。 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。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)。 圖 單位填料層 的壓降△ P/Z 與 空塔氣速 u的關(guān)系 167。當(dāng)氣速超過 A點(diǎn)時(shí)， 氣體對(duì)液膜的曳力較大，對(duì)液膜流動(dòng)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。 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(diǎn)時(shí)， 氣體流動(dòng)對(duì)液膜的曳力很小，液體流動(dòng)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)。 填料塔 在圖中，直線 0表示無液體噴淋（ L=0）時(shí)， 干填料的△ P/Z～ u關(guān)系，稱為干填料壓降線。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(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，可得到如下圖 。 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(dòng)，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(dòng)的阻力，形成了填料層的壓降。 一般來說，適當(dāng)?shù)某忠毫繉?duì)填料塔操作的穩(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。 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?？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。 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(shí)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)。 填料塔 4．填料塔中的持液量 在填料塔中流動(dòng)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。此外，由于塔體傾斜、填充不均勻及局部填料破損等均會(huì)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。尤其當(dāng)填料較大時(shí)（塔徑與填料之比 D/d＜ 8），壁流現(xiàn)象顯著。 167。對(duì)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。 液體在填料塔中流下時(shí)，由于以下原因造成較大尺度上的分布不均勻，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)措施。規(guī)整填料的特性分布優(yōu)于散裝填料。 另一方面，在填料表面流動(dòng)的液體會(huì)部分地匯集形成溝流，使部分填料表面未能潤濕，綜合上述兩方面的因素，液體在流經(jīng)足夠高的一段填料之后，將形成一個(gè)發(fā)展了的液體分布，稱為填料的特征分布。 填料塔 3，填料塔內(nèi)的液體分布 液體在亂堆填料層內(nèi)流動(dòng)所經(jīng)歷的路徑是隨機(jī)的，當(dāng)液體集中在某點(diǎn)進(jìn)入填料層并沿填料流下，液體將呈錐形逐漸散開。這些死角雖然濕潤的，但液體基本上處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)兩相傳質(zhì)貢獻(xiàn)不大。這種表面更新現(xiàn)象有力地加快液相內(nèi)部的物質(zhì)傳遞，是填料塔內(nèi)氣液傳質(zhì)中的有利因素。 2，填料塔內(nèi)液膜表面的更新 在填料塔內(nèi)液膜所流經(jīng)的填料表面是許多填料堆積而成的，形狀極不規(guī)則。 填料塔 1，液體的成膜 液體能否在填料鋪展成膜與填料的潤濕性有關(guān)，填料表面越容易被液體所潤濕，即液體在填料表面上的鋪展能力越強(qiáng)，則液體越容易在填料表面成膜，因此對(duì)不同的液體選擇適當(dāng)?shù)奶盍喜馁|(zhì)和表面性質(zhì)，將使液體在填料表面具有較大的鋪展能力，可使用較少的液體獲得較大的潤濕表面。氣液兩相在填料塔內(nèi)的流動(dòng)狀況直接影響填料塔反應(yīng)器的應(yīng)用，因此有必要了解氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng)狀況。 填料塔 四，填料塔反應(yīng)器的流體力學(xué)特性 正常操作時(shí)，流體從塔頂加入，經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下，氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布器）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層孔隙，在填料表面氣液兩相密切接觸進(jìn)行反應(yīng)。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤濕性能差，但可通過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥砀纳破浔砻鏉櫇裥阅堋? 塑料填料質(zhì)輕、價(jià)廉，具有良好的韌性，耐沖擊、不易碎，可以制成薄壁結(jié)構(gòu)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。 167。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤濕性能，對(duì)于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除 Cl– 以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高，且表面潤濕性能較差，在某些特殊場(chǎng)合（如極低噴淋密度下的減壓精餾過程），需對(duì)其表面進(jìn)行處理，才能取得良好的使用效果；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)很高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應(yīng)用較為普遍。 填料塔 3. 填料材質(zhì)的選擇 填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。選用時(shí)應(yīng)從分離要求、通量要求、場(chǎng)地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值 D/d應(yīng)大于 8。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也增加很多。 填料塔 2．填料規(guī)格的選擇 填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用最低。 填料塔 填料的類型和性能評(píng)價(jià) 填 料 名 稱 評(píng) 估 值 語 言 值 排 序 絲網(wǎng)波紋填料 很好 1 孔板波紋填料 相當(dāng)好 2 金屬環(huán)矩鞍 相當(dāng)好 3 金屬鞍形環(huán) 相當(dāng)好 4 金屬階梯環(huán) 一般好 5 金屬鮑爾環(huán) 一般好 6 瓷環(huán)矩鞍