化工原理 第十章 气液传质设备
化工原理第四版陈敏恒答案
化工原理陈敏恒第三版上册答案【篇一：化工原理答案第三版思考题陈敏恒】lass=txt>传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。
3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。
5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。
8、操作中精馏塔，保持f,q,xf,d不变，（1）若采用回流比r小于最小回流比rmin，则xd减小，xw增大（2）若r增大，则xd增大, xw减小 ,l/v增大。
9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态f,xf,q不变，则l/v变小，xd变小，xw变小。
10、精馏塔设计时采用的参数f,q,xf,d,xd,r均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。
11、某精馏塔的设计任务：原料为f,xf，要求塔顶为xd，塔底为xw，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量v’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数nt 增加，精馏段上升蒸汽量v 减少，精馏段下降液体量l 减少，提馏段下降液体量l’ 不变。
（增加、不变、减少）不变，增大xf,，则：d 12、操作中的精馏塔，保持f,q，xd,xw,v’，变大,r变小,l/v变小（变大、变小、不变、不确定）1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离?萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。
分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。
萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离,蒸馏原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热，冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。
化工原理公式和重点概念
《化工原理》重要公式第一章 流体流动牛顿粘性定律 dydu μτ= 静力学方程 g z p g z p 2211+=+ρρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑雷诺数 μμρdGdu ==Re阻力损失 22u d l h f λ= ????dq d u h V f ∞∞ 层流 Re 64=λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22u h f ζ= 当量直径 ∏=A d e 4 孔板流量计 ρP ∆=200A C q V ， g R i )(ρρ-=∆P第二章 流体输送机械管路特性 242)(8V e q g d d l z g p H πζλρ+∑+∆+∆= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 ae P P =η最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H gp g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρρ''TT p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体）（饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22e V V KA d dV +=τ ， 其中 φμ012r K S -∆=P 恒速过滤 τ222KA VV V e =+ 恒压过滤 τ222KA VV V e =+生产能力 τ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2ϕ板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτVV W W W W 8P P ∆∆=第五章 颗粒的沉降和流态化斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2gd u p p t -=， 2Re <p重力降尘室生产能力 t V u A q 底=除尘效率 进出进C C C -=η 流化床压降 g A m p p)(ρρρ-=∆P 第六章 传热傅立叶定律 dndt q λ-=牛顿冷却定律 )(W T T q -=α努塞尔数 λαl Nu = 普朗特数 λμp C =Pr 圆管内强制湍流 b d Pr Re 023.08.0λα= 受热b=0.4,冷却b=0.3传热系数 2212111111d d R d d R K m αλδα++++=传热基本方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 热量衡算式 )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或 r q Q m 1=第七章 蒸发蒸发水量 )1(0ww F W -= 热量衡算 损Q Wr t t FC Dr Q ++-==)(000传热速率 )(t T KA Q -=溶液沸点 ∆+=0t t第八章 气体吸收亨利定律 Ex p e =，HC p e =； 相平衡 mx y e =费克定律 dzdC D J A AB A -= 传递速率 A A A Nx J N +=； )(21A A BmM A C C C C D N -=δ1212ln B B B B Bm C C C C C -= 对流传质 )()()()(x x k y y k C C k p p k N i x i y i L i g A -=-=-=-=总传质系数 x y y k m k K +=11传质速率方程式 )()(x x K y y K N e x e y A -=-=吸收过程基本方程式 my y y e y OG OG y y y a K G y y dy a K G N H H ∆-=-==⎰2112 对数平均推动力 22112211ln )()(mx y mx y mx y mx y y m -----=∆ 吸收因数法 ])1ln[(112221L mG mx y mx y L mG LmG N OG +----= 最小液气比 2121min )(x x y y G L e --= 物料衡算式 )()(2121x x L y y G -=-第九章 液体精馏相平衡常数 AA A x y K = 相平衡方程 xx y )1(1-+=αα 物料衡算 W D F +=W D f Wx Dx Fx +=轻组分回收率 fD A Fx Dx =η 默弗里板效率 11*++--=n n n n mV y y y y Eq 线方程 11---=q x x q q y f塔内气液流率 qF RD qF L L +=+= F q D R F q V V )1()1()1(--+=--=精馏段操作方程 11+++=R x x R Ry D提馏段操作方程 V Wx x V Ly W-=最小回流比 ee eD x y y x R --=min芬斯克方程 αln )11ln(min WWD D x x x x N --=第十章 气液传质设备全塔效率 实际不含釜N NE T T )(=填料塔高度 HETP N H T =第十一章 液液萃取分配系数 AAA x y k =选择性系数 )1/()1/(//000A A A AB B A A x x y y x y x y --==β单级萃取 E R S F +=+； A A A fA Ey Rx Sz Fx +=+；S S S Ey Rx Sz +=第十二章 其他传质分离方法总物料衡算式 )()5.0()(21021x x L L c c u B B --=-ρτ传质区计算式 ⎰-==S B C C e B f of of c c dca K uN H L 0第十三章 热、质同时传递的过程湿度 水汽水汽水汽水汽空气水p p p p p p M M H -=-=622.0 相对湿度 S p p 水汽=ϕ 当p p S <; p p 水汽=ϕ 当p p S >焓 H t H I 2500)88.101.1(++=比容 273273)184.22294.22(++=t H v H 湿球温度 )(H H r k t t W W H W --=α绝热饱和温度 )(H H C r t t aS HaS aS --= 路易斯规则 空气-水系统kg kJ k H /09.1=α℃pH c ≈， W aS t t ≈第十四章 固体干燥干燥速率 τd dX A G N C A -= 恒速段速率 )()(W W W H A t t r H H k N -=-=α间隙干燥 恒速段时间： AC C AN X X G )(11-=τ 降速段时间： **ln 22X X X X AK G CX C --=τ (近似处理*)(X X K N X A -=)连续干燥 物料衡算 )()(1221H H V X X G W C -=-=热量衡算 损补Q Q Q Q Q Q +++=+321； 预热器)(01I I V Q -=；理想干燥12I I =热效率 补Q Q Q Q ++=21η； 当00==损补，Q Q 时 0121t t t t --=η 《化工原理》重要概念第一章 流体流动质点 含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
化工原理各章问答题-新
第9章吸收1.吸收分离的依据是什么？如何分类？吸收操作在生产中有哪些应用？依据：组分在溶剂中的溶解度差异。
分类：a.按过程有无化学反应：分为物理吸收、化学吸收b.按被吸收组分数：分为单组分吸收、多组分吸收c.按过程有无温度变化：分为等温吸收、非等温吸收d.按溶质组成高低：分为低组成吸收、高组成吸收应用：分离混合气体以回收所需组分，如用洗油处理焦炉气以回收其中的芳炷等。
净化或精制气体，如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳等。
制备液相产品，如用水吸收氯化氢以制备盐酸等。
工业废气的治理，如工业生产中排放废气中含有NO SO等有毒气体，则需用吸收法除去，以保护大气环境2.如何表达吸收中的气液平衡关系？相平衡关系是与体系的温度、压力以及本身物性相关的，较准确描述平衡关系是较复杂的，但对采用稀溶液吸收混合气中低浓度溶质组分时，其溶解度曲线通过原点，并为一直线。
这样相平衡关系除用溶解度曲线表示外，多用亨利定律描述。
3.何谓分子扩散？何谓Fick定律？借助分子微观运动，使组分从浓度高处向浓度低处传递。
分子扩散发生在静止流或作层流流动的流体中。
扩散通量（单位时间通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量）与浓度梯度成正比o J=—D （dc/dz）扩散通量方向与浓度梯度方向相反，J：扩散通量；D：扩散系数；（dc/dz）：浓度梯度4.吸收传质中的双膜理论的基本点是什么？a.气液相间有稳定的相界面b.相界面两侧各有一停滞膜，膜内的传质以分子扩散方式进行（虚拟膜或者有效膜）c.传质阻力全部集中在虚拟膜内，膜外的主体中高度湍流传质阻力为05.吸收推动力是什么?有哪些表示方法？吸收推动力就是组分在气相主体的分压与组分在液相的分压之差。
表示方法有：分压差浓度差，还有气相和液相比摩尔分率差，气相和液相摩尔分率差，6.物理吸收与化学吸收的主要区别在哪里？气相侧的传递过程与物理吸收完全相同，液相侧-溶质在液相中以部分物理溶解态和部分化学态存在；化学态的存在增大溶解度，增加容量，降低了气相的平衡分压，增加气相传质推动力。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(气液传质设备 课后习题详解)
10.2 课后习题详解（一）习题板式塔10-1 某筛板塔在常压下以苯-甲苯为试验物系，在全回流下操作以测定板效率。
今测得由第9、第10两块板（自上向下数）下降的液相组成分别为0.652与0.489（均为苯的摩尔分数）。
试求第10块板的默弗里湿板效率。
解：已知：常压苯-甲苯系统，，求：第十块板的默弗里板效率E MV全回流下，y n＋1＝x n∴y11＝x10＝0.489 y10＝x9＝0.653苯-甲苯系统α＝2.4810-2 甲醇-水精馏塔在设计时规定原料组成X F＝0.40，塔顶产品组成为0.90，塔釜残液组成为0.05（均为甲醇的摩尔分数），常压操作。
试用0’connell关联图估计精馏塔的总塔效率。
解：已知：常压，甲醇-水系统，x f＝0.4，x D＝0.9，x w＝0.05，求：用O´connell关联图估计E T由教材附录相平衡数据查得再查t＝80℃时，汽液共存查O，connell关联图得10-3 一板式吸收塔用NaOH水溶液吸收氯气。
氯气的摩尔分数为2％，要求出塔摩尔分数低于0.002％。
各块塔板的默弗里板效率均为50％，不计液沫夹带，求此塔应有多少块实际板。
NaOH溶液与氯气发生不可逆化学反应，可设相平衡常数m＝0。
解：已知：求：∵m＝0每板逐推得实际板数为10。
10-4 某厂常压操作下的甲苯-邻二甲苯精馏塔拟采用筛板塔。
经工艺计算知某塔板的气相流量为2900m3/h，液相流量为9.2m3/h。
试用弗尔的泛点关联图以估计塔径。
有关物性数据：气相密度为3.85kg/m3，液相密度为770kg/m3．液体的表面张力为17.5mN/m。
根据经验选取板间距为450mm、泛点百分率为80％，单流型塔板，溢流堰长度为75％塔径。
解：已知：P＝101.3kPa，甲苯-邻二甲苯系统，，求：用弗尔泛点关联图估计塔径查弗尔泛点关联图，得由教材图10-40查得圆整取D＝1.2m此时泛点半分率填料塔10-5 某填料精馏塔用以分离氯仿-1，1-二氯乙烷，在全回流下测得回流液组成x D＝8.05×10-3，残液组成x w＝8.65×10-4（均为1，1-二氯乙烷的摩尔分数）。
化工原理下册课后思考题答案
第六章传热问题1.传热过程有哪三种基本方式答1．直接接触式、间壁式、蓄热式。
问题2.传热按机理分为哪几种答2．传导、对流、热辐射。
问题3.物体的导热系数与哪些主要因素有关答3．与物态、温度有关。
问题4.流动对传热的贡献主要表现在哪儿答4．流动流体的载热。
问题5.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热答5．加热面在下，制冷面在上。
问题6.液体沸腾的必要条件有哪两个答6．过热度、汽化核心。
问题7.工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作为什么答7．核状沸腾状态。
以免设备烧毁。
问题8.沸腾给热的强化可以从哪两个方面着手答8．改善加热表面，提供更多的汽化核心；沸腾液体加添加剂，降低表面张力。
问题9.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体答9．避免其积累，提高α。
问题10.为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式答10．因Q与温度四次方成正比，它对温度很敏感。
问题11.影响辐射传热的主要因素有哪些答11．温度、黑度、角系数（几何位置）、面积大小、中间介质。
问题12.为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数答12．①相变热远大于显热；②沸腾时汽泡搅动；蒸汽冷凝时液膜很薄。
问题13.有两把外形相同的茶壶，一把为陶瓷的，一把为银制的。
将刚烧开的水同时充满两壶。
实测发现，陶壶内的水温下降比银壶中的快，这是为什么答13．陶瓷壶的黑度大，辐射散热快；银壶的黑度小，辐射散热慢。
问题14.若串联传热过程中存在某个控制步骤,其含义是什么答14．该步骤阻力远大于其他各步骤的阻力之和，传热速率由该步骤所决定。
问题15.传热基本方程中,推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些答15．K、qm1Cp1、qm2Cp2沿程不变；管、壳程均为单程。
问题16.一列管换热器，油走管程并达到充分湍流。
用133℃的饱和蒸汽可将油从40℃加热至80℃。
若现欲增加50%的油处理量，有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法，以保持油的出口温度不低于80℃，这个方案是否可行答16．可行。
复习资料化工原理下试卷答案2
第七章质量传递基础掌握一些基本概念：1、什么叫分子扩散？什么叫对流扩散？答：由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散，简称为扩散。
对流扩散即湍流主体与相界面之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。
2、什么是菲克扩散定律？写出表达式3、简述双膜理论的基本论点？答：其基本论点如下：1)相互接触的气，液流体间存在着定态的相界面，界面两侧分别存在气膜和液膜，吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。
2)在相界面处，气液两相处于平衡。
（3)膜内流体呈滞流流动，膜外流体呈湍流流动，全部组成变化集中在两个有效膜层内。
4、双膜理论是将整个相际传质过程简化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
经由气、液两膜层的分子扩散过程5、掌握相组成的表示方法：试题某吸收塔的操作压强为110 KPa，温度为25 ℃，处理焦炉气1800 m3/h。
焦炉气中含苯156 kg/h，其他为惰性组分。
求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比（即摩尔比）。
第八章气体吸收一、填空题1、吸收因数S可表示为Mv/L，它是＿平衡线斜率m＿与＿操作线斜率L/V＿的比值。
2、用水吸收氨-空气混合气体中的氨，它是属于＿气膜＿控制的吸收过程，对于该过程来说，要提高吸收速率，则应该设法减小＿气膜阻力＿。
3、在吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，所以混合气体量由塔底至塔顶逐渐减少。
在计算塔径时一般应以＿塔底＿的气量为依据。
4、吸收操作的依据是＿各组分在同一种溶剂中溶解度的差异＿，以达到分离气体混合物的目的。
混合气体中，能够溶解于溶剂中的组分称为＿吸收质＿或＿溶质＿。
5、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿难溶＿气体。
在吸收操作中＿增加＿压力和＿降低＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。
6、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为__ __N A =k y(y-y i)__，以传质总系数表达的速率方程为__N A =K y(y-y*)___。
化工原理答案第三版思考题
4.什么是传质?简要说明传质有哪些方式?传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。
3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。
5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。
8、操作中精馏塔，保持F,q,xF,D不变，（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则x D减小，xW增大（2）若R增大，则xD增大, xW减小,L/V增大。
9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态F,xF,q不变，则L/V变小，xD变小，xW变小。
10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。
11、某精馏塔的设计任务：原料为F,xF，要求塔顶为xD，塔底为xW，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数NT 增加，精馏段上升蒸汽量V 减少，精馏段下降液体量L 减少，提馏段下降液体量L’不变。
（增加、不变、减少）12、操作中的精馏塔，保持F,q，xD,xW,V’,不变，增大xF,，则：D变大,R变小,L/V变小（变大、变小、不变、不确定）1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离?萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。
分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。
萃取适用于微溶的物质跟溶剂分离,蒸馏原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再给液体混合物加热，冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。
化工原理-第10章-气液传质设备
化⼯原理-第10章-⽓液传质设备化⼯原理-第10章-⽓液传质设备知识要点⽤于蒸馏和吸收塔的塔器分别称为蒸馏塔和吸收(解吸)塔。
通称⽓液传质设备。
本章应重点掌握板式塔和填料塔的基本结构、流体⼒学与传质特性（包括板式塔的负荷性能图)。
1. 概述⾼径⽐很⼤的设备叫塔器。
蒸馏与吸收作为分离过程，基于不同的物理化学原理，但其均属于⽓液两相间的传质过程，有共同的特点可在同样的设备中进⾏操作。
(1) 塔设备设计的基本原则①使⽓液两相充分接触，以提供尽可能⼤的传质⾯积和传质系数，接触后两相⼜能及时完善分离。
②在塔内⽓液两相最⼤限度地接近逆流，以提供最⼤的传质推动⼒。
(2) ⽓液传质设备的分类①按结构分为板式塔和填料塔②按⽓液接触情况分为逐级式与微分式通常板式塔为逐级接触式塔器，填料塔为微分接触式塔器。
2. 板式塔(1) 板式塔的设计意图：总体上使两相呈逆流流动，每⼀块塔板上呈均匀的错流接触。
(2) 筛孔塔板的构造①筛孔——塔板上的⽓体通道，筛孔直径通常为3~8mm 。
②溢流堰——为保证塔板上有液体。
③降液管——液体⾃上层塔板流⾄下层塔板的通道。
(3) 筛板上的⽓液接触状态筛板上的⽓液接触状态有⿎泡接触、泡沫接触、喷射接触，⽐较见表10-1。
表10-1 ⽓液接触状态⽐较项⽬⿎泡接触状态泡沫接触状态喷射接触状态孔速很低较⾼⾼两相接触⾯⽓泡表⾯液膜液滴外表⾯两相接触量少多多传质阻⼒较⼤⼩⼩传质效率低⾼⾼连续相液体液体⽓体分散相⽓体⽓体液体适⽤物系重轻σσ<(正系统)重轻σσ>(负系统)⼯业上经常采⽤的两种接触状态是泡沫接触与喷射接触。
由泡沫状态转为喷射状态的临界点称为转相点。
(4) ⽓体通过塔板的压降包括塔板本⾝的⼲板阻⼒(即板上各部件所造成的局部阻⼒)、⽓体克服板上充⽓液层的静压⼒所产⽣的压⼒降、⽓体克服液体表⾯张⼒所产⽣的压⼒降(⼀般较⼩，可忽略不计)。
(5) 筛板塔内⽓液两相的⾮理想流动①空间上的反向流动(与主体流动⽅向相反的液体或⽓体的流动)：液沫夹带与⽓泡夹带。
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对于一些要求持液量较高的吸收体系中，一般用乱堆填料。乱堆填料 中，综合技术性能较优越是金属鞍环、阶梯环、其次是鲍尔环，再次 是矩鞍填料。
6
3、 填料尺寸的选择 一般，填料尺寸（直径、波峰高）大，则比表面小，通量（容许 气速）大，压降低，但效率（每米填料的理论半数）也低，故多用于 生产能力（处理气量）大的塔。 大型工业用规整填料塔常用波峰高12mm左右的板波填料（比表面约 为250m2/m3）。
11
10.1.3填料塔得附属结构
(c)
填料塔得附属结构包括填料支撑板，液体分布器，液体再分布器， 气、液体进口及出口装置等。
1、 支承板
（c）条形升气管
(a)栅 板
(b)升 气 管 式
图10－5 填料的支撑
12
2、 液体分布器 （1）管式喷淋器
B A B A (a) A－ A
(c)
B－ B
(d) (b)
2 2 2 1x A 2 [ xr x r s i n ] a r
图 10－ 21 筛 孔 排 列 示 意 图
塔板上的筛孔总数n可用下式计算：
x x 2 2 2 1 2 2 2 1 Ax 2 [ rx r s i n ] 2 [ x rxr s i n ] a 1 1 r r
lw
w 图 10－ 15
w s' 塔 板 共 同 结 构 示 意 图
s
21
2．降液管 （1）降液管的作用和液体在降液管的停留时间
一般要求停留时间大于3～5s,即按下式计算：
3 A 降 液 管 容 积 m fH T 3 液 体 体 积 流 量 ms / L s
（2）降液管的形状
Af
Af (a)圆 形 （ b)弓 形 图 10－ 16 降 液 管 示 意 图
2 D u 4
因此
L G G
C
值应按下式进行校正：
C20 20 ( )0.2 C
19
10.2.4塔板流动形式 有降液管得板式塔常用得塔板液流型式有以下几种： 1．单溢流型 如图10—14（a）。 2．双溢流型 如图10—14（b）。
3．U形溢流型 如图10—14（c）。 4．四溢流型 如图10—14（d）。
(a )
(b ) 图 1 0 － 1 4塔 板 流 动 型 式
(c )
(d )
20
10.2.5塔板的共同结构
wc
无 效 区
1．塔板的几个区域
各种塔板版面大致可分 为三个区域：降液管所占 的部分称为溢流区；塔板 开空部分称为鼓泡区；图 10—15中阴影部分称为无 效区。
溢 流 区 Af 鼓 泡 区 Aa 溢 流 区
5 m m，此 对于真空度较高或要求压强很小的情况下，可使 h L 2 6 ~ 1 5 m m 。当液流量很大时，可以不设堰。 时h o w
３．其他结构
降液管、内堰、受液盘及安定区、边缘区等要求按10.2.5节 设计。
26
10.2.7筛板塔上流体力学计算 1． 塔板压降（流体阻力）
塔板压降由如下三部分组成：
w 0
24
10.2.6筛板塔得结构设计 1． 筛板的开孔
t
为了使筛板的利用率高，筛孔多取三 角形排列（见图１０－２１）。当孔 间距和孔径确定后，开孔面积与塔板 开孔区面积之比（ ），由下式计算：
A d 0 0 .9 0 7 ( 0 )2 A t a
d0
开孔区面积对于单溢流塔板可用下式计算： 对于双溢流塔板
2
二、填料 填料式填充于填料塔中的材料，它是填料塔的主要内构件，其作用 是增加气、液两相的接触面积，并提高液体的湍动程度以利于传质、 传热的进行。因此填料应能使气、液接触面积大、传质系数高，同时 通量大而阻力小。表征填料特性的主要参数有： 1． 比表面积 2． 空隙度 3． 单位堆体积内的填料数目n 4． 堆积密度 5． 干填料因子及填料因子 6． 机械强度及化学稳定性 此外，性能优良的填料还必须满足制造容易、造价低廉等多方面的 要求。
气 流 (e)
17
10.2.2板式塔的操作原理 通常在塔板以上形成三种 不同状态的区间： 靠近塔板的液层底部属鼓 泡区，如图中（1）； 在液层表面属泡沫区，如 图中（2）； 在液层上方空间属雾沫区， 如图中（3）。
18
10.2.3板式塔塔径的估算 塔径可按流量方程求得，即
D 4V s u
Vs
23
４．堰上液层高度
h ow 2.84( L h 23 ) lw
５．液体通过降液管得阻力
L hc 0.153( s )2 lwh0
６．降液管到下板间距 h0
h 0 值应使液体通过降液管得阻力不要超过25mm。此 一般情况下， 外，应浸没在液层中以保持液封防止气体进入降液管，所以此值 h 6 ~ 1 3 m m 应小于堰高h w ，一般取h
图10－2 填料的形状 4
三、填料得选择 1、填料用材的选择 （1）当设备操作温度较低时，塑料能长期操作而不出现变形，在此 种情况下如果体系对塑料无溶胀时可考虑使用塑料，因其价格低、 性能良好。塑料填料的操作温度一般不超过1000C，玻璃纤维增强的 聚丙烯填料可达1200C左右。塑料除浓硫酸、浓硝酸等强酸外，有较 好的耐腐蚀性，但塑料表面对水溶液的润湿性差。 （2）陶瓷填料一般用于腐蚀性介质，尤其是高温时，但对HF和高 温下的H3PO4与碱不能使用。 （3）金属材料一般耐高温，但不耐腐蚀。不锈钢可耐一般的酸碱腐 蚀（含C1－的酸除外），但价格较昂贵。
F ＝ － 4 . 5 1 = 0 . 0 0 8 4 8 ( d 1 . 2 7 ) ( h 2 7 . 9 ) 0 L 0 漏
（2）雾沫夹带
u u 7 3 . 0 0 5 7 3 . 2 0 G G e 0 . 2 2 ( ) [ ] v 1 2 ( H h H h T f) T f
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10.2 板式塔
16
液 体
液 体
液 体 浮 阀
10.2.1板式塔的塔型简介
升 气 管
右图中： （a）为泡罩塔； （b）为筛板塔； （c）为浮阀塔； (d ) 为固定舌型塔； （e）为浮动喷射塔。
气 流 （ a）
气 流 （ b）
气 流 (c )
液 体
液 体 浮 板
气 流 (d ) 图 10－ 11 常 用 板 式 塔 的 简 图
3
常用的填料可分为两大类：个体填料与规整填料。个体填料由实心 的固体块、中空的环形填料、表面开口的鞍形填料等，其常用的构造 材料包括陶瓷、金属、塑料（聚丙烯、聚氯乙烯等）、玻璃、石墨。 陶瓷填料耐腐蚀，但易碎，空隙率小；金属填料比表面积及空隙率大， 通量大，效率高，但不锈钢价贵，普通钢易腐蚀；塑料填料比表面积 大，空隙率较高，但不耐高温。工业上常用的一些个体填料如下。
10
四、一些设计指标 1．填料尺寸
一般认为上述比值至少要等于8，对拉西环填料还须大一些。
2．操作气速 操作气速可按下列两种方法之一决定：
（1）取操作气速等于液泛气速得0.5~0.8倍；
（2）根据生产条件，规定出可容许得压力降，由此压力将反算出可 采用得气速。
3．填料层高度
填料层高度由传质单元数或理论板数来推算。
5
2、 填料类型的选择 首先取决于工艺要求，如所需理论级数，生产能力（气量），容 许压降，物料特性（液体黏度、气相和液相中是否有悬浮物或生产过 程中的聚合等）等，然后结合填料特性来选择，要求所选填料能满足 工艺要求，技术经济指标先进，易安装和维修。 由于规则填料气、液分布较均匀，放大效应小，技术指标由于乱 堆填料，故近年来规则填料的应用日趋广泛，尤其是大型塔和要求压 降低的塔，但装卸清洗较为困难。 对于生产能力（塔径）大，或分离要求较高，压降有限制的塔， 选用孔板波纹填料较宜，如苯乙烯—乙苯精馏塔、润滑油减压塔等。
2、 液泛 气速通常取泛点气速的50％～80％。填料塔的直径D： 3、载液 从正常到载液的过渡往往是一段圆滑曲线。 4、持液量 持液量指单位体积填料层载其空隙中所持有地液体量。 5、润湿速率
喷 淋 密 度 液 体 体 积 流 量 / 填 料 层 截 面 积 润 湿 速 率 ＝ ＝ 填 料 比 表 面 填 料 层 表 面 积 / 填 料 层 体 积
D
4V s u
液 体 体 积 流 量 液 体 体 积 流 量 ＝ ＝ 填 料 层 表 面 积 / 填 料 层 高 度 填 料 层 得 周 边 长
9
三、填料的传质性能 1.填料润湿表面的计算
2 2 a G G 0 . 7 5 0 . 1 0 . 0 5G . 2 W c L L L 0 1 e x p [ 1 . 4 5 ( ) ( )( 2) ( )] a a g L L L
（１）干板压降；
2 2 F 1 ) 0 ( p ＝ 0 . 0 5 1 干 2 C L 0
（２）通过液层的压降；
通过液层得压降按有效液层阻力 h e 计算 （３）由表面张力引起的压降。
由表面张力引起的压降值一般可忽略，故重要由前两项组成，即
p p ＋ p 干 液
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２．筛板的几个操作极限 （1）漏液点
对于理论板数很多或塔高受厂房限制的场合，一般用小尺寸、高 比表面填料。
对于易结垢或易沉淀的物料通常用大尺寸的栅板（格栅）填料， 并在较高气速下操作。
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10.1.2填料塔的留题力学性能于传质性能 一、填料塔内的流体流动
1、填料层中的流动
气体在填料层内的流动相当与气体在颗粒层内的流动。 2、 气液两相流动的交互影响和载点
5 1 1 8 5 1 0 ' n A nA a a 2 t
25
2． 溢流堰 溢流堰设计按10.2.5节考虑，筛板塔的堰高可按以下要求设计： 对一般的塔，应使塔上清夜层高度（堰高＋堰上液流高度）在50 ～100mm之间，即