5.吸收
鞍形填料
弧鞍填料
矩鞍填料
环矩鞍填料 （金属）
改进矩鞍填料
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5.吸收
球形填料、花环填料
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5.吸收
整装填料
格栅填料
木格栅填料 适用于低压降、大负荷及防堵场合
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5.吸收
波纹填料
板波纹填料
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丝网波纹填料
结构紧凑，比表面积大，传质效率高
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5.吸收
液体分布器
作用：使液体形成均匀的初始分布 要求：喷淋点足够多、各喷淋点喷淋液量相等
注意不同类型分布器适用的塔径范围。塔径越大，要求越高
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5.吸收
液体再分布器
作用：收集液体、重新分布，克服壁流问题 要求： 1. 具有收集液体功能（向中央归拢） 2. 本身也是液体分布器 3. 填料层分段，每隔一定高度设置
ε越大，压降越小，适应负荷越大
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5.吸收
5.5.3 填料塔的流体力学性能与操作特性
填料层的持液量
持液量——单位体积填料层中滞留的液体体积 静持液量——与气液负荷无关 总持液量 动持液量——与气液负荷有关 持液量↗ ⇒ 填料层压降↗
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5.吸收
填料层的压降
u 代表空塔气速
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5.吸收
填料塔操作中返混的原因
• 气液分布不均，各处传质效率差别很大 初始分布不均；壁流；填料层内的沟流
• 气流对液膜有影响，雾沫夹带不可避免 • 湍动剧烈时，轴向混合不可避免 流体力学性能随规模变化明显，直接影响三传一反的效果，
是过程工业放大设计失败的主要原因！
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5.吸收
5.5 填料塔
5.5.1 填料塔的结构
5.5.2 填料的类型及性能 5.5.3 填料塔的流体力学性能与操作特性 5.5.4 填料塔的附件
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5.吸收
5.5.1 填料塔的结构
（二维码视频）
塔体、气体/液体进出口 填料：散装/整装
塔顶除沫器 填料支承板、填料压紧装置 液体分布器（仍在探索提高） 液体再分布器（教材图5-27）
注意是对气相而言！
泛点
lg Δp
L3 L2 L1
B3 B 2 B1
• 载点以下： 恒持液量
L=0
载点 A3
• 载点~泛点：
正常操作范围 • 泛点以上： 液泛
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A2
A1
L3 > L2 > L1
lg u
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5.吸收
液泛的讨论
在液泛区，持液量过大使得：
液相变为连续相，气相变为分散相 填料特性： ϕ越小，泛点气速越高
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5.吸收
5.5.2 填料的类型及性能
塔填料的创新仍然属于前沿科技 按材质：陶瓷、金属、塑料
按装填方式：散装、整装Fra bibliotek散装填料
环形、鞍形、球形、花环
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5.吸收
环形填料
内部分隔
勒辛环
十字隔 板环
拉西环
表面重构
鲍尔环
阶梯环
扁环
思考：阶梯环锥形翻边的作用？
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5.吸收
填料的性能评价
性能评价参数 （1）比表面积 a （2）空隙率 ε
（3）干填料因子 a/ε3 （4）(湿)填料因子 ϕ
（5）堆积密度 ρb
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反映填料几何特性 反映填料流体力学性能
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5.吸收
填料性能评价的核心要素 （1）传质效率 （2）压降（流动阻力）
a 越大，传质效率越高
L, X1
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X2
X X′ Xr X1
X
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5.吸收
设计和操作时考虑返混的思路
Y Y1 设计型问题 Y = f (X) Y Y1 操作型问题 Y = f (X)
Y2 X2 X X′ Xr X1 X
Y 2′ Y2
X2 X X′ Xr
X1
X
设计型问题：为保持操作效果不变，应加高填料层高度或用更好的填料 操作型问题 ：返混发生，操作效果必将变差，Y2将增大
液体密度↗ ⇒ 泛点气速↗
影响因素
流体物性 气体密度↗ ⇒ 泛点气速 ↘
液体粘度↗ ⇒ 泛点气速↘
操作液气比： L/G ↗ ⇒ 泛点气速↘
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5.吸收
空塔气速的设计
例：Eckert算图
（1）找泛点气速 （2）确定适宜操作 气速：通常是泛点气 速的0.5~0.8倍
（3）估计压降、计 算塔径（P249）
C
D
提交
3
5.吸收
本章核心内容提要
※ 概述 (教材5.1)
※ 气液相平衡 (教材5.2)
※ 吸收过程的传质速率 (教材5.3)
※ 吸收塔的计算 (教材5.4)
※ 填料塔 (教材5.5)
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5.吸收
5.5 填料塔
注意：吸收不只可用填料塔，也可用板式塔！ 传质单元数法计算塔高只适用于填料塔。 (板式塔第6章介绍)
（4）权衡操作费与 设备费 课后思考：结合算图 理解液泛的影响因素
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5.吸收
填料表面的润湿
填料表面的润湿状况是其传质效率的另一重要因素 被润湿形成液膜的填料表面才是有效的传质面
填料表面的润湿状况取决于： • 填料的材质和表面性质 • 液体喷淋密度（单位时间、单位塔截面积的液体喷淋体积）
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5.吸收
5.5.4 填料塔的附件
填料支承板
作用：支承填料 要求：机械强度、自由面积
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5.吸收
填料压紧装置（填料压板）
作用：防止填料层的松动和跳动。 • 可自由放置于填料层上端
适用于陶瓷、石墨等制成的易发 生破碎的散装填料。 • 也可固定在塔壁上 适用于金属、塑料等制成的不易发生破碎的散装填料及所有 规整填料。
最小喷淋密度Umin：为保证填料充分润湿，液体喷淋密度的最小值
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5.吸收
填料塔的返混
返混——局部出现浓度差，使组分发生自下游到上游的扩散 G, Y2 * 以侧线抽出返塔为例 Y L, X L+Lr , X′ Lr , Xr G, Y1 Y1 Y = f (X)
L, X2
Y2
全塔平均推动力 下降！
化工原理
第 5章 吸 收
单选题
2分
作业题5-16和5-22分别属于（
A
）
设计型计算，操作型计算
B
操作型计算，设计型计算
设计型计算，设计型计算 操作型计算，操作型计算
C
D
提交
2
单选题
2分
下列哪种情况，必须通过试差才能求解（
A
）
改变液量，求完成任务所需塔高
B
改变气量，求出塔气体组成
改变操作压力，求吸收液组成 改变操作温度，求完成任务所需液量