2011级化工传质(吸收).ppt

第五章

传质过程及塔设备;物质以扩散方式从一处转移到另一处的过程，称为质量传递过程，简称传质。在一相中发生的物质传递是单相传质，通过相界面的物质传递为相间传质。

传质过程广泛运用于混合物的分离操作；它常与化学反应共存，影响着化学反应过程，甚至成为化学反应的控制因素。掌握传质过程的规律，了解传质分离的工业实施方法，具有十分重要的意义。;5.1传质过程及塔设备简介;①气相一固相

含有水分或其它溶剂的固体，与比较干燥的热气体相接触，被加热的湿分气化而离开固体进入气相，从而将湿分除去，这就是固体的干燥。;含某物质的过饱和溶液与同一物质的固相相接触时，其分子以扩散方式通过溶液到达固相表面，并析出使固体长大，这是结晶。;2．传质过程的共性;②条件的改变可破坏原有的平衡。其平衡体系的独立变量数由相律决定：f=k–φ+2

f为独立变量数,k为组分数,φ为相数，“2”是指外界的温度和压力两个条件。;①若物质在一相中(A相)实际浓度大于其在另一相(B相)实际浓度所要求的平衡浓度，则物质将由A相向B相传递；PA＞PA*;相平衡关系指明传质过程的方向，平衡是传质过程的极限，而组分浓度偏离平衡状态的程度便是传质过程的推动力。;3.塔设备简介;11;3.1填料塔的结构;a、填料

长期的研究，开发出许多性能优良的填料，如图是几种填料的形状。;填料分类;;阶梯环;规整填料;拉西环优点是结构简单、制造方便、造价低廉，缺点是气液接触面小，沟流及塔壁效应较严重，气体阻力大，操作弹性范围窄等。

鞍形(弧鞍和矩鞍)填料像马鞍形的填料，不易形成大量的局部不均匀区域，空隙率大，气流阻力小。

鞍环填料综合了鞍形填料液体分布性好和环形填料通量大的优点，是目前性能最优良的散装填料。;b、液体分布器;20;C、液体收集及再分布装置;液体收集器;d、气体分布器;e、除沫装置;f、填料支承板;填料支撑板：;它是气、液两相在多孔床层中逆向流动的复杂过程。受填料层压降,液泛气速,持液量,气液分布等影响.空塔气速是指按空塔计算得到的气体线速度。下图为不同喷淋???度下，单位高度填料层的压降Δp/H与空塔气速u的关系图。;气速增大至某值时，液体流动受到两相流体间摩擦力的阻碍，填料层的持液量随气速的增加而增加，此现象称拦液现象。将开始拦液的转折点称载点，载点对应的空塔气速称载点气速。;(2)板式塔;汽、液两相接触方式;塔板上的气液两相流动有错、逆流之分，如图所示。;32;塔板结构;塔板上理想流动情况：

液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。;塔板的结构型式有;圆形泡罩;b．浮阀塔板

浮阀塔板是泡罩塔的改进型，如图。;圆形浮阀;优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。

缺点：浮阀易脱落或损坏。;c.舌形塔板

气流方向：垂直→小角度倾斜，

改善液沫夹带、液面落差。;d．筛孔塔板结构简单、造价低廉、气体压降小、生产能力较大；缺点是操作弹性范围较窄，小孔筛板易堵塞。;（导向筛板）

应用：用于减压塔的低阻力、高效率塔板。

斜台：抵消液面落差的影响。

导向孔：使气、液流向一致，减小液面落差。;a.气液接触状态孔速较低时,气体以鼓泡形式通过液层，板上气液两相呈鼓泡接触，图(a).随孔速的增大气泡的数量而增加,气泡表面连成一片发生合并与破裂,板上液体以泡沫形式存在于气泡之中,但液体为连续相,气体为分散相,图5(b).孔速继续增大,气体从孔口喷出,液体由连续相变为分散相,气体则由分散相变为连续相,图?.;塔板上气、液两相接触状态;①泡沫状态

由于孔口处鼓泡剧烈，各种尺寸的气泡连串迅速上升，将液相拉成液膜展开在气相内，因泡沫剧烈运动，使泡沫不断破裂和生成，以及产生液滴群，泡沫为传质创造了良好条件。是工业上重要的接触状态之一。;②喷射状态

从筛孔或阀孔中吹出的高速气流将液相分散高度湍动的液滴群，液相由连续相转变为分散相，两相间传质面为液滴群表面。由于液体横向流经塔板时将多次分散和凝聚，表面不断更新，为传质创造了良好的条件，是工业塔板上另一重要的气、液接触状态。;b．漏液气体通过筛孔的速度较小时，气体通过筛孔的动压不足以阻止板上液体的流下，液体会直接从孔口落下，这种现象称为漏液。正常操作时，一般控制漏液量不大于液体流量的