第八章 气液传质设备

主讲 :吕利霞

第一节 气液传质设备类型与基本要求

逐级接触式：板式塔塔内气液传质情况情况 连续接触式：填料塔

逆流操作优点：传质推动力大；

对气液传质设备性能的要求：

1 、生产能力和生产强度大；

2、传质效率高；

3、流体阻力小；

4、操作弹性大；

5、结构简单，投资少，安装检修方便。

第二节 板式塔

主要结构：塔体、塔板；

有溢流装置

板式塔

无溢流装置（穿流式）

一、筛孔塔板的结构及作用

1、筛孔

作用：气体上升的通道

干板阻力气体的流动阻力 液体重力

开孔率：筛孔的总面积

与筛孔所在的塔板面积

之比。与板压降有关。

2 、溢流堰

种类：齿形堰，平直堰。3 、降液管

作用：液体下降的通道。 弓形种类： 圆形 参数：底隙高度、降液管高度、流通截面积；

要求：

1、流通截面积影响液体下降的流速，流动阻力；

2、高度应满足正常操作；

3、体积足可让气液完全分离；

4、面积不宜大，影响传质面积；

4 、塔板上液流的安排

考虑因素：流径长，液面落差小，利于传质；

单流型、双流型、多流型等；

二、塔板上气液流动和接触状况

1 、塔板上气液两相接触状态

鼓泡接触：液体为连续相，气体为分散相；

泡沫接触：液体为连续相，气体为分散相；

喷射接触：液体为分散相，气体为连续相；

2 、塔板上气液的非理想流动

（ 1）返混现象

A 、液（雾）沫夹带

原因：气速大，板间

距小；

B 、气泡夹带

原因：降液管太

短；

结果：造成传质推动力下降，效率下降；

（ 2）气体和液体的不均匀分布

气体：由于塔板上的液层厚度不同，导致上

升气体沿塔板的不均匀分布；

液体：塔板中央流径短，流速大，阻力小；

两端流径长，流速小，阻力大；

结果：不均匀分布使气液的传质量降低，分

离效果下降；

（ 3 ）漏液

特点： 随机性、倾向性；

影响因素：

气体流量；

3 、板式塔的不正常操作（ 1 ）液泛（淹塔）：降液管液泛、夹带液泛 产生原因：液体或气体流量太大；

解决方法：降低气体速度（低于泛点气速），增加板间距；

（ 2）严重漏液原因：上升气速太小；

解决方法：使上升气体的流速高于漏液点气

速；

三、全塔效率和单板效率

1 、全塔效率

2、单板效率：

%100N

NE

P

T0

1n*n

1nnmv

yy

yyE

*n1n

n1nml

xx

xxE

四、板式塔的设计（略）

五、其它类型塔板简述1 、泡罩塔板

操作：

优点：操作弹性大，无漏液，易于操作；

缺点：气体 阻力大，压降大；结构复杂，

安装检修困难；

2 、浮阀塔板

操作状态：

浮动舌形塔板：

优点：气流水平吹出，气液传质效果好；生产能 力大，操作弹性大，板效率高压降小；

缺点：气量小时漏液较严重，浮动阀片有卡

死、脱落现象；

3 、垂直筛板

4、无溢流塔板

第三节 填料塔

一、填料塔的结构及填料特性

1 、结构：

塔体、填料

液体分布器

填料压板

填料支承装置

封头。

2 、操作壁流现象：液体偏向塔壁汇流的现象。

3 、填料（ 1）种类：整砌和乱堆（散装）；

（ 2）特性：a、比表面积 α：单位体积填料的表面积，

单位是 m2/m3；

b、空隙率 ε

单位体积填料层具有的空隙的体积， m3/m3；

干填料因子

c、填料因子 ， m-1;

湿填料因子

表示气体通过填料层时的流动特性的优劣，反映了堆积后填料的性能。

d、单位体积内堆积填料的数目 n：与填料的尺

寸有关。

3

e、堆积密度 ρ

(3)常用填料

a、拉西环

特点：结构简单，价格低廉；但高径比太大，容易形成线接触，降低传质面积。

b、鲍尔环

特点：液体湍动程度高，流动阻力小，传质面积、效率大；

c、阶梯环

d、弧鞍形填料

e、矩鞍形填料

f、金属环矩鞍形填料

二、填料塔内的流体力学特性

1 、气体通过填料层的压降

(1)随着气体速度的增加 ,压降在增加 ;

(2)三个区域 :恒持液量区 ,载液区 ,液泛区 ;

(3)两个点 :载点 (A)

泛点 (B);

2 、泛点气速的计算（略）

3、持液量

（ 1）影响填料支承的强度和气体的流动阻力；

（ 2）静持液量和动持液量；

三、塔径的计算

u:空塔气速， m/s；

u

V4D s

fu)85.0~5.0(u

四、填料塔的附件

1 、填料支承装置

要求：有足够的机械强度，空隙率大于填料的空隙率；

种类：栅板支承和

升气管支承；

2 、液体分布装置

作用：均布液体

种类：莲蓬头式、多孔管式、槽（ sgmj）式等；

3 、液体再分布器

作用：避免液体的壁流现象；

种类：

4 、液体出口装置

特点：维持一定高度，防止气体被带出。

5 、气体进口装置特点：均布气体；防止液体进入气体管路。

6、除沫器

第四节 板式塔与填料塔的比较

1 、板式塔：操作稳定，效率高，不易被堵

塞，压降大；

2、填料塔：压降小，便于安装，可用于处

理耐腐蚀介质；作弹性小，不宜处理有颗

粒的物系。