84填料塔【ppt】

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填料塔流体力学特性 ppt课件

填料塔流体力学特性  ppt课件
吸收
吸收设备——填料塔
一、填料塔的结构与填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的附件
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二、填料层内气液两相的流体力学特性
填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量 、填料层的压降、液泛等。 1、填料层的持液量
在一定操作条件下,由于液膜与填料表面的摩擦 以及液膜与上升气体的摩擦,有部分液体停留在填 料表面及其缝隙中。 【定义】单位体积填料层内所积存的液体体积,以 (m3液体)/(m3填料)表示。
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【特点】气体为分散相,液体为连续相。
正 常 操 作 时 的 填 料 塔
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填 料 塔 的 液 泛 现 象
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3、填料塔的液泛 液泛时的空塔气速
(2)影响液泛的因素
填料特性
影响液泛
的因素
流体物性
液气比
泛点气速 uF
~ uF
~ ρL
uF
~ μL
uF
~ ρV
uF
,开始发生液泛现象时的气速
称为泛点气速,以uF表示,曲
线上的拐点称为泛点。
泛点气速
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3、填料塔的液泛 【现象】在泛点气速下,持液量的增多使液相由分散 相变为连续相,而气相则由连续相变为分散相,此种 情况称为淹塔或液泛。 【危害】液泛时,气体呈气泡形式通过液层,传质速 率下降;液体被大量带出塔顶,塔的操作极不稳定, 甚至会被破坏。 【影响液泛的因素】影响因素很多,如填料的特性、 流体的物性及操作的液气比等。
及填料材质的表面润湿性能。
•最小润湿速率LW
——指在塔截面上,单位长度填料周边的最小液体体积 流量。 ——其值可由经验公式计算,也可采用经验值。

填料塔讲座

填料塔讲座

泛点气速 泛点气速:开始发生液泛时的气速。
设计气速取泛点气速的50%~80%。 填料的种类,物系的物性以及气液相负荷等对泛点有影响。 采用埃克特(Eckert)压降和气速通用关联图求泛点曲线。 根据两相流动参数由关联图泛点线查得纵坐标,继而求泛点气速。
壁效应: 壁效应:
若塔壁附近空隙率显著大于填料主体区,则会造成液体向壁区偏流, 造 成气体走短路,使填料塔操作恶化。 改进措施:加强液流入塔初始分布均匀性,在塔内设置液体再分布器, 以避免壁效应等。
气体
1 2 4 8 3 7
液体
6 5
填料(Tower packing) 填料(Tower packing)
填料性能与填料几何形状紧密相关,表征填料特性的数据主要有: 比表面积 a:单位体积填料层所具有的表面积(m2/m3)。大的 a 和良好 的润湿性能有利于传质速率的提高。对同种填料,填料尺寸越小, a 越大,但气体流动的阻力也要增加。 空隙率 ε:单位体积填料所具有的空隙体积(m3/m3)。代表的是气液 两相流动的通道, ε 大,气液通过的能力大,ε = 0.45~0.95。 堆积密度 ρp :单位体积填料的质量(kg/m3)。填料的壁要尽量减薄, 以降低成本又可增加空隙率。 其他:机械强度大,化学稳定性好以及价格低廉。
c HETP = c1GG2 D c3 Z 3
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αµ L ρL
式中: GG —— 气体的空塔质量速度,kg/(m2⋅h); α —— 相对挥发度; D —— 塔径,m; µ —— 液体的粘度,mPa⋅s; Z —— 填料层高度,m; ρL —— 液体的密度,kg/m3; c1, c2, c3 —— 常数,取决于填料类型及尺寸。 适用范围: (1) 常压操作,操作气速为泛点气速的25~85%; (2) 高回流比操作; (3) α 值不大于3的碳氢化合物蒸馏系统; (4) 填料层高度0.9~3.0m,塔径0.5~0.75m,填料尺寸不大于塔径的1/8。

填料塔-10PPT课件

填料塔-10PPT课件
• 选择喷淋装置的原则是能使液体均匀地分布在填料上,使 整个塔截面的填料表面湿润、结构简单、制造和检修方便。
• 喷淋装置的位置,通常高于填料表面150 ~ 300mm,以提 供足够的自由空间,让上升的气体不受约束地穿过喷淋装 置。
• 为了满足不同塔径、不同液体流量以及不同均匀程度的要 求,液体喷淋装置有多种结构形式,
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填料塔
3.鲍尔环填料
鲍尔环填料是在拉西环的基础上经改进而得到一种性能优良的 填料,并有逐渐用其代替其它填料的趋势。其形状是在拉西环 的侧壁上开有两层长方形窗孔,每层几个,每个孔的舌叶弯向 环心,上下两层窗孔的位置是错开的,如图3-37(b)所示。 开孔的面积占环壁总面积的35%左右。 由于环壁窗孔可供气、液流通,使环的内壁面得以充分利用, 因此同样尺寸与材质的鲍尔环与拉西环相比,其相对效率要高 出30%左右;由于气、液流通截面积增加,通过填料层的气流 阻力大为降低,流体的分布状况也有所改善,因此在相同条件 下,鲍尔环比拉西环处理能力大、压力降小。
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填料塔
5、鞍形填料
• 鞍形填料分为两类,即弧鞍形填料和矩鞍形填料,形状类似马 鞍,它们都是敞开式填料,
• 弧鞍形填料通常由陶瓷制成。这种填料虽然与拉西环比较性能 有一定程度的改善,但由于相邻填料容易产生叠合和架空的现 象,使一部分填料表面不能被湿润,即不能成为有效的传质表 面,目前基本被矩鞍形填料所取代。
填料塔
填料塔是是塔设备中另一种被广泛采用 的类型。填料塔的基本特点是结构简单、 压力降小、传质效率高、便于采用耐腐 蚀材料制造等。
• 近年来,随着高效新型填料和其它高性
能塔内件的开发,以及人们对填料流体
力学及传质机理的深入研究,使填料塔

填料塔PPT课件

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现象,容易产生沟流。
强度差,易破碎。应用
较少。
20
❖ ⑤矩鞍型(intolox
saddle):矩鞍形填料
结构不对称,堆积时
不重叠,均匀性更高。
该填料气流阻力小,
处理能ห้องสมุดไป่ตู้大,性能虽
不如鲍尔环好,但构
造简单,是一种性能
优良的填料。
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❖ ⑥环矩鞍(Intalox):兼具 环型、鞍型填料的优点。 敞开的侧壁有利于气体 和液体通过,减少了填 料层内滞液死区。填料 层内流体孔道增多,使 气液分布更加均匀,传 质效率得以提高。
❖ 一般采用金属材质,机 械强度高。
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❖ ⑦球型:球体为空心,气体和液体从其内 部经过。由于球体结构的对称性,填料装 填密度均匀,不易产生空穴和架桥,故气 液分散性能好。
❖ 常采用塑料材质。一般用于特定场合,工 程上应用较少。
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❖ ⑧格栅填料:以条状单 元体经一定规则组合而 成,其结构随条状单元 体的形式和组合规则而 变,具有多种结构形式。 特点是比表面积较低, 主要用于低压降、大负 荷、防堵的场合。
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❖ 与同样尺寸的拉西环相比,鲍尔环的气液通 量可提高50%,而压降仅为其一半,分离效 果也得到提高。其改进为阶梯形鲍尔环,圆 筒部分的一端制成喇叭口形状。这样填料间 呈现点接触,床层均匀且空隙率大,与鲍尔 环相比气体阻力减少25%,生产能力提高 10%。
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❖ ③阶梯环:鲍尔环基础上改 造得出的。环壁上开有窗孔, 其高度为直径的一半。由于 高径比的减少,使得气体绕 填料外壁的平均路径大为缩 短,减少了阻力。
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❖ 当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁 集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增 大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液 两相在填料层中分布不均,从而使传质效率 下降。因此,当填料层较高时,需要进行分 段,中间设置再分布装置。液体再分布装置 包括液体收集器和液体再分布器两部分,上 层填料流下的液体经液体收集器收集后,送 到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层 填料上。

填料塔课程设计.PPT34页

填料塔课程设计.PPT34页
填料塔课程设计.
21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。Байду номын сангаас—陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定-PPT

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定-PPT
实验装置流程示意图
流程简介:
由空气压缩机1提供得空气,经压力定值器2 定值为2×并经转子流量计4计量后,进入内 盛丙酮得丙酮汽化器5,产生丙酮与空气得混合气, 混合气从输气管道由塔底进入填料吸收塔7,在塔 内同自塔顶喷下得水逆流接触,被吸收掉其中大 部分丙酮后,从塔顶部气体出口9排出。由恒压高 位槽13底部流出得吸收剂(水),经转子流量计15 计量,流经电加热器16,由塔顶喷入吸收塔,吸收了 空气中得丙酮后,由塔底经液封装置11排入吸收 液贮罐。
传质系数(kmol/m2·h);
A---填料得有效接触面积(m2);
ΔYm---以气相摩尔分数差(Y*-Y)表示得塔顶、塔 底气相平均推动力。

A=αV填
式中:α---填料得有效比表面积(m2/m3);
V填---填料层堆积体积(m3)。
故有
N A K y,V填 Ym
式中: K y-,--以气相摩尔分数差为推动力得气相总溶
(4)温度指示仪:WMZ-03 0~50℃ (5)气动定值器:QCD-100
实验步骤(1)
1、打开气相色谱。 2、检查丙酮汽化器中就是否需要补充丙酮,丙酮
汽化器中丙酮得液位须超过50%。 3、打开进入高位槽得自来水龙头,保持从高位槽
溢流管始终有适量水溢出。 4、关闭气、液流量计,关闭塔底液体出口阀,关闭
吸收剂进口浓度对吸收得影响
调节吸收剂进口浓度X A,2就是控 制与调节吸收效果得又一重要手段。 吸收剂进口浓度X A,2 降低,液相进口处 得推动力增大,全塔平均推动力也会 随之增大,这有利于吸收过程吸收率 得提高。
吸收剂入口温度对吸收得影响
吸收剂入口温度对吸收过程影响 也很大,这也就是控制与调节吸收操 作得一个重要因素。降低吸收剂得温 度,使气体得溶解度增大,相平衡常数 减小,平衡线下移,平均推动力增大,使 吸收效果变好。

填料塔设计流程PPT学习教案

填料塔设计流程PPT学习教案
第18页/共31页
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2 安全系数 一般工业装置常用填料的安全系数如下。
填料 拉西环 矩鞍及鲍尔环填料
安全系数 60%~80% 60%~85%
对有气泡倾向的物系,安全系数可取45%~55 %。也可根据生产条件,有可允许的压力降 反算出适宜的气速。
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3 .液体喷淋密度的验算
塔气速u
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1 .空塔气速的确定
1)泛点气速法
泛点气速是填料塔操作气速的上限,填料塔的操作空塔气速必 须小于泛点气速,操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。
对于散装填料,其泛点率的经验值为: 对于规整填料,其泛点率的经验值为: 泛点率的选择主要考虑填料塔的操作压力和物系的发泡程度两方 面的因素。设计中,对于加压操作的塔,应取较高的泛点率;对于减 压操作的塔,应取较低的泛点率;对易起泡沫的物系,泛点率应取低 限值;而无泡沫的物系,可取较高的泛点率。
填料选择
填料塔的辅 助构件
填料吸收塔 工艺计算
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设计方案的选定
一、布置工艺流程
吸收装置的工艺的流程布置指气体和液体进出吸收塔的流向 安排。主要有以下几种 1、逆流操作 2、并流操作 3、吸收剂部分再循环操作 4、单塔或多塔操作
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二、选择适宜的吸收剂 吸收剂性能的优劣,是决定吸收操作效果的
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( 2 )埃克特(Eckert )通用关联图
计算时,先由气液相负荷及有关物性数据求出横坐标 的值, 然后作垂线与相应的泛点线相交,再通过交点作水平线与纵坐标相交, 求出纵坐标值。此时所对应的 u 即为泛点气速 uF。
应予指出,用埃克特通用关联图计算泛点气速时,所需的填料因 子为液泛时的湿填料因子,称为泛点填料因子,以ΦF表示。泛点填料 因子ΦF与液沐喷淋密度有关,为了工程计算的方便,常采用与液体喷 淋密度无关的泛点填料因子平均值。下表 列出了部分散装填料的泛 点填料因子平均值,可供设计中参考

填料塔结构示意图

填料塔结构示意图

填料塔结构示意图集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]填料塔的结构及其工作原理填料塔的作用是起到吸收作用,是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。

以下讲一下填料塔的结构特点:填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。

填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。

填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。

液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。

气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。

填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。

当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。

壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。

因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。

液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。

填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。

填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。

填料的分类填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料。

1.散装填料散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。

散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。

现介绍几种较为典型的散装填料:拉西环?鲍尔环?阶梯环?弧鞍填料?矩鞍填料?金属环矩鞍填料?球形填料(1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。

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图8-45 填料塔
一、喷淋装置
要求:使整个塔截面的填料表面很好润湿,结 构简单,制造维修方便。
作用:喷出液体,使整个塔截面的填料很好润 湿,直接影响塔的处理能力和分离效率。
管式喷洒器
1、喷洒型
环管多孔喷洒器
莲蓬头喷洒器
管式喷洒器
DN≤300mm,可选用管式喷洒器,通 过填料上的进液管(直、弯或缺口) 进行喷洒,结构简单,但喷淋面积较 小且不均匀。
2、主要作用
将上层填料流下的液体收集,再分布,避免塔中 心的填料不能被液体湿润而形成“干锥 ”。
3、典型结构
图8-53分配锥
三、支承结构 1、作用
支承填料
2、设计要求 足够的强度、刚度以及足够的自由 截面 3、栅板设计注意问题
1)栅板必须有足够的强度和耐腐蚀性; 2)栅板必须有足够的自由截面,一般应各填料 的自由截面大致相等;
图8-48 莲蓬头喷洒器
2、溢流型
盘式分布器
液体从中央进料管加到喷淋盘内, 然后从喷淋盘上的降液管溢流
图8-49 中央进料的盘式分布器 图8-25 有升气管的盘式分布器
槽式分布器 主要用于DN>1000mm的塔,其优点是自由截面大,适应性 好,处理量大,操作弹性大,液体先加入分配槽,然后再由 分配槽的开口处到喷淋槽,喷淋槽上有堰口,两侧有三角形 或矩形的开口,各开口的下缘应位于同一水平面上,再由此 溢流到填料上。
图8-46管式喷洒器
环管多孔喷洒器
DN≤1200mm,可选用单环管多孔喷洒器,结构 简单,制造和安装方便,缺点是喷洒面积小,不 够均匀,而且液体要求清洁,否则小孔易堵塞。 (环管下面开小孔,一般为3~5排)。
图8-47 环管多孔喷洒器
莲蓬头喷洒器
主要有半球形、碟形、杯形,优点是结构简单, 制造安装方便,缺点是小孔易堵塞,不适于处理 污浊液体,一般可用于塔径小于600mm的塔中。
图8-51分布槽
1-主槽
2-分槽
图8-27 槽式孔流分布器
3、冲击型
图8-52 反射板式喷淋器
二、液体再分布器
Dl
Di
图8-53 分配锥
1、设置原因 当液体流过填料层时,流体慢慢地会从器壁流走 (壁流)现象产生,使液体分布不均匀,塔中央 部分填料可能没有润湿,起不到作用,降低了整 个塔的效80%;
4)栅板可以制成整块的或分块的。
图8-54 栅板结构
8.4 填料塔
8.4.1 填料

填料是填料塔的核心内件,它为气—液两相接触
进行传质和传热提供表面。与其他内件共同决定填料 塔的性能。设计时,首先选择填料。
8.4.1.1 散装填料
安装以乱堆为主的填料,也可以整砌。具有一定外
形的颗粒体,根据形状分为:环形、鞍形及环鞍形。
8.4.1.2 规整填料
8.4.2 填料的选用
8.4.3 填料塔的内件
8.4.3.1 填料的支撑装置
第四节 填料塔
基本特点
填料塔在传质形式上与板式塔不同, 它是一种连续式气液传质设备。这 种塔由塔体、喷淋装置、填料、再 分布器、栅板以及气、液的进出口 等部件组成。
科技前沿
开发多种形式、规格和材质的高效, 低压降,大流量的填料。 (2) 与不同填料相匹配的塔内件结构。 (3) 填料层中液体的流动及分布规律。 (4) 蒸馏过程的模拟。
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