填料塔的水力学性能

2022-05-16 14:23:36

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1.泛点和压降

泛点（flooding point）是塔设备的操作极限，塔设备中出现液泛时的操作点。液泛是指在塔中进行气液逆流接触过程或液液逆流接触过程，由于流速过大而不能实现逆流操作的状态。在气液接触的塔中达到泛点时，液体不能顺畅地下流而向上漫延，并被气体大量带出。填料塔的最大操作气速为泛点气速的95%，适宜的操作气速一般为泛点气速的70%左右。影响泛点的因素有填料的种类、尺寸，体系的物性和液气流动参数等。为估计泛点，当前应用广的是埃克特（Eekert）改进的通用关联图，通用的含义是除用于求泛点以外还可以求填料塔的压降，如图。

其横坐标为流动参数：

2.持液量

持液量分静持液量与动持液量两部分。静持液量指填料层停止接受淋洒液体并经过规定的滴液时间之后，仍然滞留在填料层中的液体量，其大小取决于填料本身(比表面积和表面特征）及液体的性质。动持液带指一定淋洒条件下持于填料层中的液体总量与静持液量之差，表示可以从填料上滴下的那部分，亦即操作时流动于填料表面上的量。显然这一部分持液量不但与前述因素有关，而且还与淋洒密度有关。到达载点附近以后，持液量还随气流速度的增加而增大。总持液量由填料类型、规格、液体性质、淋洒密度、气速等所决定。

持液量影响填料层的压降、气液通量及传质性能。液体在填料层中的平均停留时间与持液量成正比，故对热敏性的物系不宜采用持液量大的填料。持液量增大，如间歇精馏的回收率将下降，亦为不利因素。此外，持液量还决定填料塔稳定操作时对干扰的反应灵敏度，为保持操作平稳，一定的持液量还是必要的。

3.润湿面积和有效面积

填料塔操作中，填料表面难以全部润湿，故比润湿面积aw(m^2*m^-3填料层)常小于比表面积a。润湿面积的大小除取决于液体的性质与淋洒密度以外，填料的类型、规格以至于装填方法等对其都有影响。一般地说，壁上开孔的、构型敞开的、规格小的填料aw/a比值较大。润湿了的表面并非都是有效的传质表面。填料之间的接触点上的液体基本上是停滞不动的，它的浓度会逐渐变到与气相浓度达到平衡，该处的传质推动力便降到零，这部分表面对传质来说已不起作用。此外，填料层中所持的液体使空隙减小，液体与气体的接触面积亦小于液体与填料层的接触面积。此种影响在规格小的填料上尤为显著。有效表面的关联式即恩田式，几种填料的有效表面与淋洒密度（液体为水）的实验关系图。

本文来自：江西华億泰新材料有限公司

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