①液体在填料表面上的膜状流动
低气速下，u气对δL影响不大 高气速下，u气对δL有明显影响 选填料的必要条件：对液体浸润
②填料塔中的持液量
定义：m3液体 / m3塔容积
比板式塔的小； u气↑, 持液量↑
③气体在填料层内的流动
不同于颗粒层，
填料尺寸大，气速高，一般为湍流状态，
干填料层内
p
u1.8~2 g
第十章 汽液传质设备
基本上分为两大类： 逐级接触式(如板式塔) 微分接触式(如填料塔)
主要评价标准： ⑴通过能力—生产能力 ⑵传质效率—板效率，等板高度HETP ⑶压降—板压降，每m填料压降 ⑷操作弹性—汽液通量上、下限 ⑸结构简单成本低
1 板式塔 1.1 概述 ①设计意图 ⑴使汽液两相在塔板上充分接触，减少传质阻力 ⑵在总体上使两相保持逆流流动，在塔板上使两
1.5 效率的各种表示方法
①点效率
EOG
y yn1 y * yn1
与两相接触状态有关
②默弗里板效率
EmV
yn yn1 y *n yn1
与点效率、板上流动情况有关
③湿板效率
考虑板间eV 正常操作漏液可忽略
例精馏段：
Vyn1 eVVxn1 ( L eVV ) xn DxD
表观气相浓度
⑵用关联式(10-45),(10-46)
求kLa、kGa, 算
HOG
G K ya
⑶自己组织实验测定
2.5 填料塔与板式塔的比较 ①操作范围
填料塔范围小，尤其是液量范围小 ②物料适应性
填料塔不宜处理含固体的物料，适宜于易起 泡、腐蚀性、热敏性物料 ③中间换热或出料
板式塔方便 ④压降
填料塔压降小，易真空操作
6
dp
正系统：当轻组分从液→气时
选泡沫接触状态有利 1.3 气液两相的非理想流动 ①液沫夹带—气体带液滴
②气泡夹带—液体在降液管中来不及脱气 τ>3~5秒
③液体沿塔板的不均匀流动
1.4不正常操作现象 ①夹带液泛 同样气速下,
e’↑, 使L+e’↑, 液层厚度↑ e’ ↑ ↑, 形成恶性循环 ②溢流液泛 降液管通过能力的限制 ③漏液 严重漏液会使板上不能积液
1.7 筛板塔的设计
主要尺寸, 直径D, 高度H 的估计
NT由过程计算求得
ET按经验关联
N实
NT ET
D~HT由表10-1作初选 HT对液沫夹带，溢流液泛，液量上限有影响 D由处理量与液泛气速所决定
由处理量求两相流动参数
FLV
LS VS
l V
动量之比
l ul2 V uV2
,
开方
ul uV
l V
Yn1 yn1
表观操作线
eV
( xn
xn1 )
L V
xn
DxD V
湿板效率
Ea
Yn Yn1 y *n Yn1
测定方法：全回流 Yn1 xn ，Yn xn1
④全塔效率
ET
NT N实
塔效率≠板效率
ET f ( , ,等因素)
1.6 塔板的负荷性能图 ⑴过量液沫夹带线 eV=0.1kg液/kg干气 ⑵漏液线 ⑶溢流液泛线 ⑷液量下限线 ⑸液量上限线
⑶最小喷淋密度 水溶液： 7.3 m3/m2h
2.4 填料塔设计 主要尺寸：塔径D, 填料层高度H ①塔径的确定
设计气速 u计=50%~80%uf 由气液处理量求FLV, 查埃克特图，得
u
2
g
φ填料因子，
水 l
V l
0.2 l
按 D
4V
u计
算得塔径
②高度确定
H=HOGNOG 或 H=NTHETP 由过程计算确定NOG或NT HOG或HETP的确定 ⑴由填料商的产品目录查得
相呈均匀的错流接触，以获得最大传质推动力 ②筛板塔的构造 ⑴筛孔—气体通道，Φ3~8mm ⑵溢流堰—保证板上有液体 ⑶降液管及入口堰—液体下降通道
1.2 筛板上的汽液接触状态
①鼓泡接触状态
②泡沫接触状态—气体为分散相
③喷射接触状态—液体为分散相
转相点
接触状态选择: 获得大的气液界面 液膜要稳定，液滴要不稳定，有利于破碎，a
有液体向壁偏流现象，要有再分布器 ②整砌填料：无液体均布能力，
无偏流现象，要有严格的预分布器
2.2 填料特性： ①比表面 a, m2/m3
②空隙率 ε
③填料的几何形状
填料尺寸≤
( 1 ~ 1)D 10 8
优良填料还要满足：
制造容易，造价低廉，耐腐蚀，机械强度
2.3 气液两相在填料层内的流动和传质
④载点和泛点 L一定, lgΔp~lgV气关系
载点----气液两相流动的交互影响开始变得显著 泛点----气量微小增加而造成持液量大大增加，
Δp直线上升
⑤泛点和压降的经验关联
埃克特提出将
u2
g
V l
0.2 l
与 Gl
GV
V 关联 l
⑥传质 ⑴填料层的等板高度HETP
—分离效果相当于一块理论板的填料层高度 ⑵传质效果与操作气速关系
FLV
气体负荷因子Cf 20
液泛速度
uf
C
f
20
(
)0.2
20
l V V
设计气速 u (80 ~ 8u
求塔直径D
详细设计尚有很多因素要考虑
2 填料塔
填料材质：陶瓷，金属，塑料，合成材料 要求：液体润湿表面 死区—对传质无贡献
填料层堆放方式： ①乱堆填料：有液体均布能力，
本次讲课习题： 第十章 1，5