3 气体吸收及填料塔-2（课件）- 《化工单元操作》同步教学（化工版）

三、气体吸收及填料塔 1/9 气体出 液 气 气体进 液体出 1/21 液体进 吸收塔 段时期里，塔板的开发一直处于领先地位。 2/21 填料塔----迄今已有近100余年的历史。随着20世纪70年代出现世界 性能源危机开始，填料塔取得了长足的进展，改变了以 板式塔为主的局面。 板式塔 ---- 出现迄今已有近200余年的历史。其流体力学和传质模型 比较成熟，数据可靠，因而在20世纪70年代以前的很长一  填料塔在吸收操作中更常用。 小常识： 1914年拉西环诞生标志着填料塔进入了科学发展的轨道。 20世纪70年代开始，各种高效规整和散装填料的开发和应用， 特别是波纹填料的开发和应用，使填料塔大型化，填料塔进入 了一个鼎盛时代。 20世纪80年代以来， 世界各国填料无重大突破，主要是在塔内 件方面有所进展。 3/21 气体出 塔体 填料 内部构件: 填料支承板、 液体分布器、 液体再分布器等 一 个 塔 节 气体进 液体出 4/21 填料塔的结构： 液体分布器 填料支承板 ---是填料塔的核心 进气管 液体再分布器 液体收集器 塔体 填料 一 个塔节 液体进 气 液 ------是填料塔的核心  比表面积 ---要大  空隙率 ---要大 5/21  填料的空隙率大，则气体通过能力大、且压降小  填料的比表面积越大，其空隙率就会越小 气体出 液 气 气体进 液体出 名词解释： 高效填料应具备： 比表面积-----表面积/堆积体积， m2/m3 名词解释： 空隙率-----空隙体积/堆积体积， m3/m3 小常识： 液体进 ------是填料塔的核心 6/21  填料的比表面积大小直接决定了传质面积的大小  填料的空隙率大小则直接影响到气体的通过能力 和压降值。 气体出 液 气 气体进 液体出 结论： 液体进 ◆填料------是填料塔的核心 规整填料 7/21 浙江大学《化工单元操作》电子教案/第三章 填 { 散装填料 料 比塔径与散装填料直径之比不 应小于10。 填料材质：金属、陶瓷、塑料。 1914年拉西环诞生 现已淘汰！ 高度和外径相等 8/21 气体通过能力低，压降大 存在严重的壁偏流和沟流现象 传质效率不高 拉西环 Rasching ring （个体填料）  环形 （个体填料）  环形 现已淘汰！ 内螺旋环 Spiral ring 9/21 Cross-partition ring 内十字环 现已淘汰！ （个体填料）  环形 高效填料！ 1948年西德BASF公司发明 10/21 与拉西环相比： 虽然比表面积、空隙率基本相同，但大 大改善了气体通过能力低、阻力大、液 体偏流和沟流问题。 鲍尔环 Pall ring  环形 11/21 与鲍尔环相比： 虽然比表面积、空隙率基本相同，但是这种喇叭结构，使填料 个体之间多呈点接触，空隙率分布更加均匀，传质性能更好。 英国皇家传质公司于l972年开发。 高度仅为直径的一半，环的一端制成喇叭口。 阶梯环（图片来自网络） Cascade ring （个体填料） ◆散装填料 （个体填料）  环形 12/21 扁 环 OX环 ◆散装填料 （个体填料） 华南理工大学化学工程研究所开发  环形 13/21 共轭环 ◆散装填料 （个体填料）  环形 麦勒环 Mella ring 14/21 ◆散装填料 （个体填料）  环形 15/21 θ 网环 1931年出现 16/21 ◆散装填料 （个体填料）  鞍形 陶瓷弧鞍 Berl saddle 在塔内堆积时容易造成填料 相互重叠 ，从而产生沟流 ， 目前已较少使用。 ◆散装填料 （个体填料）  鞍形 1950年出现 17/21 与鲍尔环相比： 虽然比表面积、空隙率基本相同，但 气、液易出现偏流、沟流，填料表面 易出现干区，故矩鞍形填料传质性能 比拉西环好，但比鲍尔环差，但在制 造上比鲍尔环方便。 矩鞍 Intalox saddle ring ◆散装填料 （个体填料）  鞍环形 18/21 鞍环形填料同时具有环形填料通量 大、鞍形填料液体再分布性能好的 优点。 金属鞍环 Intalox saddle ring ◆规整填料 ----- 以整砌的方式装填在塔内 20世纪70年代以来，规整填料的发展非常迅速 最大直径规 整填料塔已 达14-20 m。 19/21 金属波纹填料（图片来自网络） 小孔 蜂窝状 通道 20/21 金属孔板波纹填料 （图片来自网络） 陶瓷板波纹填料 （图片来自网络） 波纹状金属孔板 （图片来自网络） 板波纹填料 ◆规整填料 ----- 以整砌的方式装填在塔内 优、缺点: 与散装填料相比 ---- 因为规整填料的比表面 积较小、空隙率较大 21/21 压降低,处理量大 ---- 因为规整填料的空隙率较大 持液量小 ---- 因为规整填料的比表面积较小 放大效应不明显，尤其适用于大塔径塔---因为规整填料内部 结构规整统一 单位高度规整填料的传质性能不如高效散装填料 $$