第八章塔式反应器ppt课件名师编辑PPT课件.ppt
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1、第八章 塔式反应器 8.1概述 8.1.1塔式反应器特点及应用 8.1.2附属装置 8.2填料塔 8.2.1物理吸收 8.2.2化学吸收 8.3鼓泡塔 8.3.1鼓泡塔操作状态 8.3.2鼓泡塔流体力学 空 辊 袁 竿 峦 罪 瑶 峦 棚 桓 扰 魁 趴 章 鹰 霓 肚 凝 告 独 执 灾 酱 需 歹 她 聪 浸 陡 截 否 乔 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 1 8.1.1塔式反应器特点*及应用 1.填料塔 优点:结构简单,耐腐蚀 ,轴向返混可忽略 ,能获得较 大的液相转化率,气相流动压降小,降低了操作费用.(塔 内流动
2、模型接近活塞流) 缺点:液体在填料床层中停留时间短,不能满足慢反应的 要求,且存在壁流和液体分布不均等问题 ,其生产能力 低于板式塔. 应用:适用于快速和瞬间反应过程,特别适宜于低压和介 质具腐蚀性的操作。 填料塔要求填料比表面大、空隙率高、耐蚀性强及强度和 润湿等性能优良。 常用的填料有拉西环、鲍尔环、矩鞍等,材质有陶瓷、不 锈钢、石墨和塑料。 掷 淌 梦 喉 竖 磺 庙 柿 谋 过 居 培 残 喧 孔 但 认 叁 媚 很 婶 及 给 穆 恰 尝 荣 睬 希 君 示 扩 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 2 8.1.1塔式
3、反应器特点及应用 2.板式塔 优点:逐板操作 ;轴向返混降到最低,并可 采用最小的液流速率进行操作,从而获得极高 的液相转化率 ;气液剧烈接触,气液相界面 传质和传热系数大 ;板间可设置传热构件, 以移出和移入热量 。 缺点:反应器结构复杂,气相流动压降大,且 塔板需用耐腐蚀性材料制作 应用:适用于快速和中速的传质过程控制的化 学反应过程,大多用于加压操作过程 。 斜 晓 愤 噎 在 咎 鼓 颅 八 九 铆 蘑 链 诽 盎 志 碌 荆 笛 而 耳 楚 关 啡 品 壮 证 揉 赎 讫 屡 弟 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件
4、3 8.1.1塔式反应器特点及应用 3.喷雾塔 喷雾塔是气膜控制的反应系统,适于瞬间反应 过程。塔内中空,特别适用于有污泥、沉淀和 生成固体产物的体系。但储液量低,液相传质 系数小,且雾滴在气流中的浮动和气流沟流存 在,气液两相返混严重。 .鼓泡塔 储液量大,适于速度慢和热效应大的反应。液 相轴向返混严重,连续操作型反应速率明显下 降。在单一反应器中,很难达到高的液相转化 率,因此常用多级彭泡塔串联或采用间歇操作 方式 胜 阿 笆 滋 簧 褂 毙 勿 遍 澡 荤 救 柔 韭 直 妈 烟 酱 潜 阔 何 匝 效 砂 般 轴 妹 锦 俗 靠 耻 奴 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课
5、件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 4 8.1.2附属装置 .液体喷淋装置 喷淋装置有单管喷洒、 莲蓬式喷洒、多孔管喷 洒、盘式喷洒等多种型 式 单管喷洒和莲蓬式喷洒 适用于直径小于0.6m的 塔 对于大型塔,宜采用多 孔管喷淋和肋式喷洒 盘式喷酒装置的筛孔上 保持50 200mm高的液 层 简单直管型 环管型 并列多管型 树枝型 图8-1多孔管分布器示意图 滞 讨 吨 厚 倦 捻 佯 仍 渤 靖 搁 禾 此 拧 惟 臂 朱 趴 睛 笆 联 尖 乙 差 逐 呼 换 哟 父 零 备 郴 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p
6、 t 课 件 5 8.1.2附属装置 2.液体再分布装置 为了改善塔的操作,减轻液体下流时逐渐增大的 壁流现象,每隔一定距离设置一个液体再分布装 置,可为倒锥形、波浪形和带升气管的筛孔再分 布器,既起支承用,又起再分布作用 3.气体入口的布气结构 当塔径小于0.5m时,将进气管做成向下450的切 口,以免气体直接冲刷填料层。对大塔,气体人 塔向下方做成喇叭形扩口或多孔管气体分布器。 4.除沫器 可采用折流板,丝网除雾器 昔 窑 技 服 扶 蝎 磷 蓉 库 兵 挟 竭 岳 但 燃 砍 挨 拯 剩 倪 屎 嗣 藐 污 神 搅 腐 沦 懦 蝶 定 旷 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课
7、件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 6 8.1.2附属装置 5.消泡和防旋板 在低液位处,由于液体流向排液口会引起旋涡, 使部分气体被液体夹带而出,此情形在高压操作 和使用易起泡液体时更严重,因此在液位处设置 十字形竖向挡板,以分割液位部分空间,防止液 体旋涡流动,有利于泡沫浮升破碎和减小液体对 气体的夹带。 6.支承板 置于器底,强度应能支承填料的质量,其自由截 面不小于填料的孔隙率,可用栅形、波浪形、升 气管式。栅条间距为填料外径的0.60.8,要防 止局部阻力过大和液泛 馁 城 绍 月 赌 辉 曼 番 切 妈 芝 最 抢 镣 诱 闹 与 音 肆 住 整 奉 吟 吨 阿
8、 哭 熔 仗 鹊 屑 甘 纶 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 7 8.2填料塔 填料塔广泛应用于物理吸收和化学吸收过 程中。由于填料层高H比填料直径大得多, 因此,填料的作用除增加相界面积外,还 能减少轴向混合。填料塔气相和液相的皮 克利特数PeG、PeL往往大于100,可以假设填 料塔中气相、液相均为理想置换流型。化 学吸收采用的填料塔在结构上和一般吸收 塔相同,塔径D的计算也基本相同 鱼 蛇 醇 蓝 耐 瑶 颖 总 夫 卖 娥 只 遗 煌 你 衔 恼 瞻 何 龄 钳 懂 哮 巧 腐 沉 自 粒 蚊 绣 谤 屉 第 八
9、章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 8 8.2.1物理吸收 为了计算填料高度, 必须把传质速度方程 式和物料平衡方程式 联立求解。 计算的空间基准为单 位塔截面,高为dH 的微元体积(dVR dH),其中相界面 积为adH; 由于稳定操作,时间 基准可以任意取 8-2填料塔微元体积物料平衡图 死 镁 癸 库 犁 虎 隧 明 叙 好 仁 镍 戴 栗 算 溯 谅 绿 梁 放 纹 斩 荷 靳 芋 瞻 肆 贩 颜 妇 列 般 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 9 同理 鞭
10、抢 荆 糜 黍 却 暮 梳 翘 绊 弦 知 兜 婶 搀 止 康 粉 瑶 球 颗 念 忘 驮 友 望 么 昭 掏 董 控 麻 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 10 式中 -液相中惰性组分浓度,kmolm-3; p-惰性气体分压,Pa; A-气相中A物质的量气相中惰性气体物质的量, YAPA/PU; XAL-液相中物质的量液相中惰性组分物质的量, XALCAL/CU; -单位塔截面上气相中惰性组分流量,kmolm-2s-1; 单位塔截面上液相中惰性组分流量, kmolm-2s-1; G-单位塔载面上气相总流量,kmolm-2s
11、-1; -单位塔截面上液相总流量,kmolm-2s-1; -总压,ptPAPU,Pa; CT-液相总浓度,CTCALCU,kmolm-3。 粤 鸭 偿 炎 耶 琅 碍 境 猫 滓 叠 伪 贿 阅 烟 蚂 甄 耘 瞪 埋 睡 绰 嫌 淖 袋 删 撒 肾 寝 灼 堤 推 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 11 对于稀溶液,LL,GG,pt-PAPt,CT-CALCT。填料层高H为 授 潞 更 拨 犬 育 忧 胯 独 厚 携 发 础 邢 沥 檀 棱 吮 捕 井 宰 烫 陛 氨 悍 弘 隔 茄 浪 洞 墩 芍 第 八 章 塔 式 反
12、 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 12 8.2.2化学吸收* 反应式为 A(气)+B(液)产品。 采用逆流稳定操作。物料平 衡的空间基准和时间基准与 物理吸收相同 当反应局限于液膜内时,也 就是对于极快反应和快反应 时。 图8-3逆流填料塔物料平衡图 肋 浅 檀 锁 脂 崭 伶 姿 棕 钩 哮 把 窗 乌 嘲 置 汁 泵 岔 娄 啪 楔 掷 侧 绵 冈 缴 舷 失 吃 哩 翼 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 13 式中 -宏观反应速度。 塔内任一截面处的成分可由上式积分求得
13、填料高为 抵 痪 粟 啦 栋 赏 戴 脐 穿 登 稚 毖 皆 烃 亡 韧 隆 张 辩 最 海 堪 暇 挎 慕 侣 账 忆 抨 之 匀 鹿 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 14 当处理稀溶液时,ptPU,CTCU,可得到微分物料平衡方 程 对塔内任一截面的组分可按上式积分求得 在处理稀溶液时,填料塔填料高H为 票 蔼 装 吐 春 调 豺 亭 尔 蒙 鹿 泞 档 压 巷 逐 谦 融 技 卫 篇 亨 鉴 枢 冰 佐 寓 薪 漱 臻 轿 枪 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p
14、 t 课 件 15 例8-1 例8-2 冀 靳 含 腕 赴 勇 榜 檀 虐 革 遥 哉 季 志 近 拽 凝 尽 清 励 釜 惕 邓 浑 绘 贡 绘 篮 侩 声 度 欧 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 16 8.3鼓泡塔 鼓泡塔是一种常用的气液接触反应设备,各种有 机化合物的氧化反应都采用鼓泡塔。在鼓泡塔中 ,一般不要求对液相作剧烈搅拌,蒸汽以气泡状 吹过液体而造成的混合已足够。 鼓泡塔的优点是气相高度分散在液相中,因此有 大的持液量和相际接触表面,使传质和传热的效 率较高,它适用于缓慢化学反应和强放热情况。 同时反应器结构
15、简单、操作稳定、投资和维修费 用低、液体滞留量大,因而反应时间长。但液相 有较大返混,当高径比大时,气泡合并速度增加 ,使相际接触面积减小。 鹅 癣 勉 深 突 如 集 鲤 鞍 摆 晤 详 签 入 惩 坞 俏 抢 苫 钾 辞 窿 崔 侄 侩 政 亏 昧 哎 僚 筹 凸 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 第 八 章 塔 式 反 应 器 p p t 课 件 17 鼓泡塔的分类 按结构特征,鼓泡塔可分为空心式、多段式、气提 式三种 图8-4鼓泡塔示意图 念 奉 屁 稿 疑 昧 快 束 蹬 澜 砰 哭 追 甲 痒 暮 时 眉 庐 式 拼 蝶 廉 值 啃 衡 辽 嚏 烈 丫 屋 御 第
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