气液传质设备

第十章气液传质设备10.1教学基本要求：(4学时)气液传质过程对塔设备的要求。

板式塔板上的气液接触状态；塔内非理想流动及其改善；漏液、液泛及有效操作范围(负荷性能图)。

填料塔常用填料及其特性；气液两相在填料塔内的流动、压降、最小喷淋密度和液泛现象；填料的等板高度。

10.2基本概念：板式塔的设计意图①气液两相在塔板上充分接触，②总体上气液逆流，提供最大推动力。

对传质过程最有利的理想流动条件总体两相逆流，每块板上均匀错流。

三种气液接触状态鼓泡状态：气量低，气泡数量少，液层清晰。

泡沫状态：气量较大，液体大部分以液膜形式存在于气泡之间，但仍为连续相。

喷射状态：气量很大，液体以液滴形式存在，气相为连续相。

转相点由泡沫状态转为喷射状态的临界点。

板式塔内主要的非理想流动液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。

板式塔的不正常操作现象夹带液泛、溢流液泛、漏液。

筛板塔负荷性能图将筛板塔的可操作范围在汽、液流量图上表示出来。

湿板效率考虑了液沫夹带影响的塔板效率。

全塔效率全塔的理论板数与实际板数之比。

操作弹性上、下操作极限的气体流量之比。

常用塔板类型筛孔塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、舌形塔板、网孔塔板等。

填料的主要特性参数①比表面积ａ，②空隙率ε，③填料的几何形状。

常用填料类型拉西环，鲍尔环，弧鞍形填料，矩鞍形填料，阶梯形填料，网体填料等。

载点填料塔内随着气速逐渐由小到大，气液两相流动的交互影响开始变得比较显著时的操作状态为载点。

泛点气速增大至出现每米填料压降陡增的转折点即为泛点。

最小喷淋密度保证填料表面润湿、保持一定的传质效果所需的液体速度。

等板高度HETP分离效果相当于一块理论板的填料层高度。

填料塔与板式塔的比较填料塔操作范围小，宜处理不易聚合的清洁物料，不易中间换热，处理量较小，造价便宜，较宜处理易起泡、腐蚀性、热敏性物料，能适应真空操作。

板式塔适合于要求操作范围大，易聚合或含固体悬浮物，处理量较大，设计要求比较准确的场合。

气液传质设备第十章气液传质设备气液传质设备的型式由多种，本章主要介绍塔式设备的构造与操作性能特点，以便解决塔设备合理选用与设计问题10．1 填料塔一、填料塔的结构填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备，可用于吸收〔解吸〕、精馏和萃取等别离过程。

图10－1 填料塔的典型结构填料塔的结构如图10－1所示，塔体为圆筒形，两端有封头，并装有气、液相进、出口接管。

塔底有气体的进口及分配空间，其上为调料的支撑——支撑栅板，板上充填一定高度的填料，填料可以乱堆，亦可以整砌。

栅板可允许气、液体通过。

塔顶有液体进口和液体分布器，使入塔液体尽可能均匀地喷淋在填料层地顶部，液体沿填料外表向下流动。

由于填料层中地液体往往有向塔壁流动地倾向〔壁流效应〕，故填料层较高时，常将其分为假设干段，每两段之间设有液体再分布装置，可将向塔壁流动地液体重新导向填料层中。

填料塔在操作时，气体从塔底通入，自下而上通过填料层地空隙，与自上而下沿填料外表流下地液体呈逆流接触，进行传质，传热，两相地组成沿塔高呈连续变化，故填料塔为微分接触式设备。

填料塔地塔体可根据被处理物料地性质，用金属、陶瓷、塑料或金属外壳内衬以耐腐蚀材料制成。

为保证液体在整个塔截面上地均匀分布，塔体应具有良好地垂直高度。

填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点，尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统，此外，对于某些液气比拟大的蒸馏或吸收操作，也宜采用填料塔。

近年来，国内外对填料的研究与开发进展迅速。

由于性能优良的新型填料不断涌现以及填料塔在节能方面的突出优势，使得目前填料塔最大直径可达20m。

在国内，具有新型塔内件的高效填料塔技术也已作为国家重点推广工程，在全国1600余座塔器中得到应用，获得了巨大的经济效益和社会效益。

填料塔的应用日趋广泛。

二、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。

穿孔曝气器氧转移率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述穿孔曝气器是一种常见的废水处理设备，它通过气体（通常是空气或氧气）的注入来增加水中的氧含量，并提高废水中有机物的降解效率。

穿孔曝气器的原理基于气体通过在曝气器底部的小孔或微孔上注入水中，从而形成大量的气泡，气泡通过上浮的过程中将气体溶解进废水中。

穿孔曝气器在废水处理中具有广泛的应用，特点在于其操作简便、效果稳定可靠、成本相对较低等。

它能够有效地提供氧气给废水中的微生物，促进微生物的代谢活性，从而加速废水中有机物的降解速度。

此外，穿孔曝气器还能够增加废水中的氧气传递效率，提高溶解氧的浓度，进而改善微生物的生长环境。

然而，穿孔曝气器的氧转移率受到多种因素的影响。

首先是气泡的尺寸和数量，较小的气泡更容易与水中的氧气接触和溶解，从而提高氧转移率。

其次是曝气器的操作条件，如曝气器底部的压力和温度等因素，均会对氧转移率产生影响。

此外，水质的特性，如溶解氧浓度、温度和离子浓度等也会对氧转移率产生影响。

为了提高穿孔曝气器的氧转移率，有一些优化方法可以采用。

首先，可以通过调节气泡尺寸和数量的方式来改善氧气的传递效率。

其次，优化曝气器的操作条件，如调整底部压力和温度，以获得最佳的氧转移率。

此外，对废水的前处理也是提高氧转移率的重要手段，通过去除废水中的悬浮物和溶解氧的竞争物质，可以提高氧气在废水中的传递效率。

综上所述，穿孔曝气器作为一种废水处理设备，其氧转移率的提高对于促进废水处理的效果至关重要。

通过优化穿孔曝气器的操作条件和提高废水前处理的效果，可以有效地提高氧转移率，进而提高废水处理的效率。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写：文章结构：本文共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，我们将概述穿孔曝气器氧转移率的相关背景和重要性，并介绍本文的目的。

在正文部分，我们将首先阐述穿孔曝气器的定义和原理，包括其基本构成和工作原理。

然后，我们将讨论穿孔曝气器在不同领域中的应用和其特点，分析其优点和局限性。

吸收塔的工作原理吸收塔是一种用于气体净化和气体液体传质的设备，其工作原理是通过将气体与液体接触，利用溶解、吸附或化学反应等方式，将气体中的有害物质吸收到液体中，从而达到净化气体的目的。

吸收塔在化工、环保、石化等领域有着广泛的应用，下面将详细介绍吸收塔的工作原理。

首先，吸收塔的工作原理涉及气体和液体的接触。

当气体通过吸收塔时，与塔内的液体接触，气体中的有害物质会被液体吸收。

液体通常是一种溶剂或吸收剂，其选择取决于需要去除的有害物质的性质和浓度。

在接触的过程中，气体中的有害物质会向液体传质，从而净化气体。

其次，吸收塔的工作原理还涉及气液传质的过程。

气体与液体接触后，有害物质会通过溶解、吸附或化学反应等方式，从气体中转移到液体中。

这个过程受到多种因素的影响，包括气体和液体的性质、温度、压力、接触时间等。

通过控制这些因素，可以提高气液传质效率，从而提高吸收塔的净化效果。

另外，吸收塔的工作原理还包括对液体的处理和再生。

在吸收过程中，液体会吸收大量的有害物质，因此需要对液体进行处理和再生，以达到循环使用的目的。

液体处理通常包括脱除吸收物质、再生溶剂或吸收剂等步骤，通过这些处理，可以使液体重新达到净化气体的要求。

最后，吸收塔的工作原理还涉及设备的设计和操作。

为了实现高效的气体净化，吸收塔需要合理的设计和操作。

包括塔的结构、填料或板式塔板的选择、气液分布、液体再循环等方面的设计，以及操作参数的控制，都对吸收效果有着重要影响。

通过科学的设计和合理的操作，可以实现吸收塔的高效运行。

总之，吸收塔的工作原理是通过气体与液体的接触和传质过程，将气体中的有害物质吸收到液体中，从而实现气体的净化。

通过合理的设计和操作，可以实现吸收塔的高效运行，达到净化气体的目的。

吸收塔在化工、环保、石化等领域有着广泛的应用前景，对于改善环境质量和保护人们健康具有重要意义。

气液传质设备概述什么是气液传质设备气液传质设备是一种用于实现气体和液体之间质量传递的装置或系统。

在化学工程和相关领域中，气液传质设备被广泛应用于各种传质过程，包括吸收、吸附、脱气等。

气液传质设备的主要类型1. 吸收塔吸收塔是最常见的气液传质设备之一。

它通过将气体通入塔底，与上升的液体相接触，并在接触过程中发生质量传递。

吸收塔广泛应用于气体净化、脱酸、脱硫等工艺中。

吸收塔的结构可以分为湿式塔和干式塔两种。

湿式塔是指液体以喷淋或液膜形式进入塔内与气体接触。

而干式塔则是通过填料层来增加气液接触面积，提高质量传递效率。

2. 吸附塔吸附塔是另一种常见的气液传质设备。

它利用固体吸附剂将气体中的特定成分吸附到固体表面上，从而实现质量传递。

吸附塔主要用于气体分离和纯化、脱水、催化剂再生等过程中。

根据固体吸附剂的不同，吸附塔可以分为活性炭吸附塔、分子筛吸附塔等。

3. 脱气设备脱气设备用于去除气体中的杂质，使气体达到特定的纯度要求。

脱气设备常用于高纯度气体的生产和应用领域。

常见的脱气设备包括吸附式脱气器、膜式脱气器、冷凝器等。

吸附式脱气器通过吸附剂吸附气体中的杂质，以实现脱气效果。

膜式脱气器则利用特殊的膜材料，通过选择性渗透，将气体中的杂质分离出去。

气液传质设备的工作原理气液传质设备的工作原理可以归纳为两个基本过程：质量传递与传质势差。

质量传递是指气体与液体之间的质量传递过程，通常是通过物质的扩散或对流来完成。

在气液传质设备中，一般需要提高气液接触面积，以增强质量传递的效果。

常见的方法是采用填料、喷淋等方式。

传质势差是指气体和液体之间的浓度差、压力差或温度差等差异，从而驱动质量传递的发生。

传质势差是实现气液传质的主要推动力。

气液传质设备的设计与应用气液传质设备的设计与应用需要考虑多种因素，包括传质效率、设备尺寸、能耗等。

在设计气液传质设备时，需要根据传质过程的特点选择合适的设备类型和参数。

例如，在吸收过程中，需要考虑液体喷淋方式、填料类型、填料高度等因素；在吸附过程中，需要选择合适的吸附剂和吸附塔结构。

板式塔一、板式塔的概念、用途、示意图板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。

用途：广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程.操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。

每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。

板式塔结构示意图如右图：塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以下三个部分组成：1 气体通道为保证气液两相充分接触2 溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面3 降液管使液体有足够的停留时间二、各类型塔板的结构及其特点：按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。

错流塔板为塔内气、液两相成错流流动,即液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。

逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。

这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层,操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少.常见塔板泡罩塔板 Bubble-cap tray泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。

罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。

塔下方的气体经升气管进入罩内之后，折向下到达罩与管之间的环形空隙,然后从罩下沿的小孔或齿 缝分散气泡而进入板上的液层。

优点：弹性大、操作稳定可靠。

缺点:结构复杂,成本高，压降大.对于大直径塔，塔板液面落差大,导致塔板操作不均匀。

现状：近二、三十年来已趋于淘汰三、板式塔的工艺设计筛板塔化工设计计算 （1）塔的有效高度 Z已知：实际塔板数 N P ； 塔板间距 H T ；有效塔高：塔体高度=有效高+顶部+底部+其他塔板间距和塔径的经验关系：（2）塔径确定原则: 防止过量液沫夹带液泛 步骤： 先确定液泛气速 uf (m/s ）； 然后选设计气速 u ； 最后计算塔径 D.① 液泛气速pT N H Z ⋅=VVLf C u ρρρ-=2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=σC CC ：气体负荷因子,与 HT 、 液体表面张力和两相接触状况有关. 两相流动参数 FLV ：② 选取设计气速 u 选取泛点率： u / u f一般液体， 0.6 ～0。