化工分離過程(第19講)(5分離設(shè)備的處理能力和效率)-在線瀏覽
2025-01-30 08:49本頁(yè)面
【正文】 空隙率的填料塔 ， 規(guī)整填料塔的處理能力比亂堆填料塔要大 。 9 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 霧沫夾帶的影響 霧沫夾帶 是氣液兩相的物理分離不完全的現(xiàn)象 ， 由于它對(duì)級(jí)效率有不利的影響 ， 并增加了級(jí)間流量 ， 在分離設(shè)備中霧沫夾帶常常表現(xiàn)為 處理能力的極限 。 在低的 L/V或低壓下 ， 霧沫夾帶是限制處理能力的主要因素 。 對(duì)于減壓分離過程 ， 壓力降存在某個(gè)上限 ， 往往成為限制設(shè)備處理能力的主要因素 。 有效長(zhǎng)度 泡沫 hl hf how H T h 0 11 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 停留時(shí)間的影響 對(duì)于給定的設(shè)備 ， 限制處理能力的另一個(gè)因素是獲得適宜效率所需要的流體的 停留時(shí)間 。 若處理能力過高 ， 物流通過一個(gè)級(jí)的流速增加 ， 則級(jí)效率通常降低 ， 產(chǎn)品達(dá)不到分離要求 。 斜孔塔板 浮閥塔板 泡罩塔板 噴射填料塔板 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 14 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 實(shí)際板與理論板的差異 理 論 板 實(shí) 際 板 1. 離開板的氣液相濃度達(dá)到 平衡 ； 達(dá)到平衡要無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間。 2. 氣液兩相 完全混合 ，板上濃度均一； 板上液相濃度徑向分布，液體入口處濃度高，進(jìn)入的氣相各點(diǎn)濃度不相同。 4. 無(wú)霧沫夾帶、漏液、液相泡沫夾帶等 。 引入效率的概念 15 氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素 板效率 概述 （ 1） 板效率就是塔設(shè)備中 實(shí)際板與理論板差異 的 定量描述 。 16 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 全塔效率（ ET） 全塔效率 ：完成給定分離任務(wù)所須理論板與實(shí)際板之比 。 由于分離設(shè)備的復(fù)雜性 ， 所有這些因素與全塔效率的關(guān)系難以理清 。也有人對(duì)全塔效率進(jìn)行關(guān)聯(lián) ， 目前得到比較廣應(yīng)用的關(guān)聯(lián)方法是 O’ conncll的關(guān)聯(lián)法 。 默弗里（ Murphree）板效率 假定板間氣相完全混合，氣相以活塞流垂直通過液層。那么，定義 實(shí)際板上的濃度變化 與 平衡時(shí)應(yīng)達(dá)到的濃度變化 之比為默弗里板效率。 當(dāng) mV/L=1時(shí)， EMV=EML；當(dāng) mV/L1時(shí)， EMVEML。 19 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 點(diǎn)效率 ? ?成平衡與jijijijijijiOGixyyyyyE,*,1,*,1,45????????假設(shè)： （ 1）板上液層在垂直方向均勻混合； （ 2）汽體呈活塞流通過液層。 21 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 填料塔的等板高度（ HETP） （ 1） 填料 是塔設(shè)備中為 提高氣液相接觸界面 而放置的一些填充物。 散堆填料 規(guī)整填料 22 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 2） HETP的概念 HETP指的是填料的理論板當(dāng)量高度 ， 即多少米高的填料相當(dāng)于一塊理論板 。 ? ?55HET P 理論板數(shù)填料高度?23 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 3） 使用 HETP的 注意要點(diǎn) ① 液相的塔頂分布和再分布 ：分布是否均勻直接影響填料的潤(rùn)濕 ， 從而影響傳質(zhì)效果使 HETP增大 。 ② 氣相進(jìn)入填料層的初始分布 ：氣體分布不均會(huì)導(dǎo)致填料層中流動(dòng)不均勻而出現(xiàn)傳質(zhì)情況不好 。 在選擇 HETP時(shí)要留有適當(dāng)?shù)挠嗟?。 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(shí) ， HETP也會(huì)高 。 ⑤ 最小噴淋密度 ：當(dāng)液體噴淋密度低于最小噴淋密度時(shí) ，液體不能完全潤(rùn)濕填料 ， 傳質(zhì)效果會(huì)大幅度降低 ， HETP也會(huì)大幅度增加 。 塔徑過大 ， 汽 、 液相的分布難度也大；塔徑過小 ， 流動(dòng)阻力加大 。 25 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率的影響因素 傳質(zhì) 速率 流型 混合 霧沫 夾帶 物性 氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力和效率 26 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 傳質(zhì)速率 j1 j xi,j1 xi,j yi,j+1 J J ， j i y , ′ j i x , ′ 圖 52 點(diǎn)效率模型 如圖 52所示，假設(shè)板上空間的氣體 完全混合，故進(jìn)入液相的汽相組成與板 上的位置無(wú)關(guān)，令板上 的液層高度為 Z， 液體在板上流動(dòng)路程的長(zhǎng)度為 L，假定 液相組成在垂直方向上與 Z無(wú)關(guān)，在水 平方向上是 L 的函數(shù)。 所以 ， 塔板上 液層越厚 ， 氣泡越分散 ， 表面湍動(dòng)程度越高 ， 點(diǎn)效率也越高 。 對(duì)小塔徑塔板 ， 其上面的液流可認(rèn)為是完全混合 ， 板上各點(diǎn)效率一樣 ， EMV=EOG。 流型和混合效應(yīng) 30 氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素 （ 1） 液流在板上無(wú)軸向混合 （ 活塞流 ） 液流在板上無(wú)軸向混合時(shí) ， 即呈活塞流流動(dòng) ，
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