第二章吸取

第一節(jié)概述

一、吸取操作及工業(yè)應用

1、吸取操作

在化學工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要從氣體混合物中分離出其中一種或多個組分。

例如，在合成氨工業(yè)中，為了凈制原料氣，用水解決原料氣以除去其中的二氧化

碳等。吸取操作就是分離氣體混合物的一種辦法。

使氣體溶解于液體中的操作稱為吸取操作。

當氣體混合物與適宜的液體接觸，氣體中的一種或幾個組分溶解于液體

中，而不能溶解的組分仍留在氣體中，使氣體混合物得到了分離，吸取就是運用

氣體混合物中各組分在同一液體中的溶解度不同來分離氣體混合物的操作。

吸取操作在化工生產(chǎn)中應用很廣，有下列幾個方面：

(1)取溶液作為產(chǎn)品如用水吸取氯化氫氣體制成鹽酸、用水吸取甲醛蒸

氣制成40%甲醛溶液(福爾馬林)。

(2)分離氣體混合物如在合成橡膠工業(yè)中用酒精吸取反映氣以分離丁二

烯和燃類氣體、石油化工中用油分離裂解原料氣等。

(3)除去氣體中的有害物質(zhì)以凈制氣體如基本有機合成工業(yè)中用吸取操

作除去原料氣中的氯化氫和二氧化碳等有害物質(zhì)、合成氨工業(yè)中用銅氨液除去原

料氣中的一氧化碳等。

(4)回收氣體混合物中有用的成分如用輕油回收焦爐氣中的苯、從煙道

氣中回收二氧化硫或二氧化碳以制取其它產(chǎn)品等。這樣能夠達成綜合運用的目

的，減少三廢，保護環(huán)境。

2、工業(yè)吸取過程

工業(yè)吸取多為逆流流程，且多在填料塔內(nèi)進行?；旌蠚怏w從塔底引入吸取塔,

在壓差作用下向上流動；吸取劑從塔頂引入，在直力作用下向下流動。吸取劑吸

取了吸取質(zhì)后形成的液體為吸取液或溶液從塔底引出，吸取后剩余的氣體為尾氣

從塔頂引出。

以合成氨氣脫二氧化碳為例：

低濃吸乙醉胺

的合成暮氣If平

~~乙呼胺

鍋

爐

t水蒸氣

含30%C6I

的合成班氣

含的乙靜胺

溶質(zhì)：混合氣體中，能夠明顯溶解的組分稱為溶或吸取質(zhì)；

惰性組分：不被溶解的組分稱為惰性組分（惰氣）或載體；

吸取劑：吸取操作中所用的溶劑稱為吸取劑或溶劑；

吸取液：吸取操作中所得到的溶液稱為吸取液或溶液，其成分為溶質(zhì)A和溶

劑S；

吸取尾氣：吸取操作中排出的氣體稱為吸取尾氣，其重要成分是惰性氣體B

及殘存的溶質(zhì)Ao

由此可見，吸取操作來進行氣體混合物的分離時必須解決下列幾方面的問題:

（1）選擇適宜的溶劑。

（2）提供氣液接觸的場合（傳質(zhì)設備）。

（3）溶劑的再生。

故一種完整的吸取分離過程，普通涉及吸取和解吸兩個構成部分（直接將吸

取液作為產(chǎn)品的例外），吸取只是把溶質(zhì)從混合氣體中分出來，在塔底得到的仍

是由溶劑和溶質(zhì)構成的混合液，還需進行解吸才干得到純?nèi)苜|(zhì)并回收溶劑。

二、吸取劑的選擇

吸取過程是氣體中的溶質(zhì)溶解于吸取劑中，即通過兩相之間的接觸傳質(zhì)來實

現(xiàn)的。吸取操作的成功與否很大程度取決于吸取劑性能的優(yōu)劣。評價吸取劑優(yōu)劣

重要根據(jù)下列幾點。

（1）溶解度吸取劑應對吸取質(zhì)有很大的溶解度，即在一定的溫度與濃度

下，吸取質(zhì)的平衡分壓要低。這樣解決?定量混合氣體所需的溶劑量較少，氣體

中吸取質(zhì)的極限殘存亦可減少。

（2）選擇性混合氣體中其它組分在吸取劑中的溶解度要小，即吸取劑具

有較高的選擇性。

（3）揮發(fā)性在操作溫度下吸取劑的蒸氣壓要低，吸取劑揮發(fā)度越高，其

損失量越大。

（4）粘度吸取劑在操作溫度下粘度越低，其在塔內(nèi)的流動性越好，有利

于傳質(zhì)和傳熱。

（5）再生性溶質(zhì)在吸取劑中的溶解度對操作條件（溫度、壓力）要敏感，

即隨操作條件的變化溶解度要明顯的變化，這樣被吸取的氣體組分容易解吸，吸

取劑再生方便。

（6）穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性好，以免在使用過程中發(fā)生變質(zhì)。

（7）經(jīng)濟性價廉、易得、無毒、不易燃燒、冰點低。

事實上，很難找到一種溶劑能滿足全部這些規(guī)定。因此，應對可供選用的吸

收劑作出技術與經(jīng)濟評價后，合理選用。

三、吸取操作分類

根據(jù)吸取過程的特點，吸取操作可分為

（1）物理吸取與化學吸取

若溶質(zhì)與吸取劑之間沒有化學反映，而只靠溶質(zhì)在吸取劑中的物理溶解度,

則被稱為物理吸取。

若溶質(zhì)靠化學反映與吸取劑相結(jié)合，則被稱為化學吸取。

（2）單組分吸取與多組分吸取

若混合氣中只有一種組分被吸取，則被稱為單組分吸取。

若有兩個以上的組分被吸取，則稱為多組分吸取。

（3）非等溫吸取與等溫吸取

氣體溶于液體中時常隨著熱效應（溶解熱或反映熱），若熱效應很小，或被

吸取的組分在氣相中的濃度很低，而吸取劑用量很大，液相的溫度變化不明顯，

則可認為是等溫吸取。

若吸取過程中其熱效應很大，液相的溫度明顯變化，則該吸取過程為非等

溫吸取過程。

（4）低濃度吸取與高濃度吸取

普通根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，規(guī)定當混合氣中溶質(zhì)組分A的摩爾分數(shù)不不大于（）.1,

且被吸取的數(shù)量多時，稱為高濃度吸??；

如果溶質(zhì)在氣液兩相中摩爾分數(shù)均不大于0.1時，吸取稱為低濃度吸取。

四、吸取操作經(jīng)濟性

吸取操作的費用重要為：

（1）氣、液兩相流經(jīng)吸取設備的能量消耗

（2）溶劑的揮發(fā)損失和變質(zhì)損失

（3）溶劑的再生費用

吸取的操作費用重要是吸取劑的再生，慣用吸取劑再生辦法7T升溫、減壓、

吹氣。升溫與吹氣同時使用最為常見。

五、吸取與蒸儲操作的區(qū)別

吸取與蒸鐳同為傳質(zhì)過程，但

（1）過程的根據(jù)不同

蒸儲：混合物中各組分間揮發(fā)性的不同

吸?。夯旌衔镏懈鹘M分在同一溶劑中溶解度的不同

（2）產(chǎn)生第二相的因素不同

蒸餌：通過變化狀態(tài)參數(shù)（加熱、冷卻）由內(nèi)部產(chǎn)生一一可直接獲得較純

的輕、重組分

吸取：由外界引入一一不能直接獲得較純的溶質(zhì)組分，需借助后繼分離過

程（解吸）

（3）傳質(zhì)方向不同

精儲：雙向傳質(zhì)一一板上溫度靠近兩相的飽和溫度，故現(xiàn)有輕組分由液相

向汽相的轉(zhuǎn)移，有重組分由汽相向液相的轉(zhuǎn)移

吸取：單向傳質(zhì)一一液相溫度遠低于沸點，故只有溶質(zhì)從氣相向液相傳遞，

而無明顯的溶劑汽化

六、吸取設備類型

生產(chǎn)中為了提高傳質(zhì)的效果，總是力求讓兩相接觸充足，即盡量增大兩相的

接觸面積與湍動程度。根據(jù)這個原則，吸取設備大致可分成兩大類，即板式塔和

填料塔。有濕壁塔、降膜塔等，但多為填料塔。

填料塔塔內(nèi)充以諸如瓷環(huán)之類的填料層。溶劑從塔頂進入，沿著填料的表面

廣為散布并逐步向下流動。氣體則通過各個填料的間隙上升，與液體作持續(xù)地逆

流接觸。氣相中的溶質(zhì)不停地被吸取，濃度從下而上持續(xù)減少，液體則相反，其

濃度從上而下持續(xù)地增高。

氣體吸取是物質(zhì)自氣相到液相的轉(zhuǎn)移，是一種傳質(zhì)過程?；旌蠚怏w中某一組

分能否進入溶劑里，是由氣體中該組分的分壓P和溶劑里該組分的平衡分壓P*

來決定。如果p>p*,這個組分便可自氣相轉(zhuǎn)移到液相，被吸取。由于轉(zhuǎn)移的

成果，溶液里溶質(zhì)的濃度增高，其平衡分壓P*也隨著增高，當「=「*時。傳質(zhì)

過程就停止，這時氣液兩相達成相平衡。反之，若p*>p時，則溶質(zhì)便要從溶

液中釋放出來，即從液相轉(zhuǎn)移到氣相，這種過程稱為解吸。因此，要根據(jù)兩相的

平衡關系來判斷傳質(zhì)過程的方向與極限。

本章以介紹單組分、等溫、物理吸取為重點，方便掌握吸取操作的辦法。非

等溫、多組分、化學吸取在此不作介紹。

第二節(jié)吸取平衡及吸取推動力

一、吸取平衡

前已述及，吸取是一傳質(zhì)過程，其進行的方向與極限必與相平衡有關，即與

平衡關系一一氣液相平衡時溶質(zhì)在兩相中的濃度關系有關。

（-）吸取中慣用的相構成表達法

1、比質(zhì)量分率

混合物中兩組分的質(zhì)量之比，稱為比質(zhì)量分率，斤或歹表達。如果混合物中

A組分的質(zhì)量是GA,單位依，B組分的質(zhì)量是Gs,單位依，則A組分對B組分

的比質(zhì)量分率

—

XA=—kgA/kgB

Gn

由于GA=GXwAfG片GXWJ代入上式，得

XWB1-必以

式中G——混合物的總質(zhì)量，依；

XWA——組分4的質(zhì)量分率；

XWB----組分B的質(zhì)量分率。

普通在吸取操作中，組分4是吸取質(zhì)，組分8是吸取劑（或惰性氣體）。

2、比摩爾分率

混合物中兩組分的摩爾數(shù)之比，稱為比摩爾分率，用符號X（或丫）表達。

如果混合物中A組分的千摩爾數(shù)是〃八，Kmol,B組分的千摩爾數(shù)是〃8,Kinol,

則A組分對B組分的比摩爾分率

XA=—KinolA/KmolB

nn

由于〃A二〃x”nf{=nx^,代入上式，得

XA=—KmolA/KmolB

XB1-XA

式中〃----混合物的總摩爾數(shù)，Kmol；

組分A的摩爾分率;

H組分B的摩爾分率。

如果混合物是雙組分氣體混合物，則上=二，而比摩爾分率

yspt

YA=—=—2一KmolA/KmolB

yn1-）＞A

或YA==———KmolA/KmolB

paP-PA

式中力和打——組分A和8的摩爾分率；

PA和PH----組分A和8的分壓，Pa；

P---混合氣的總壓，Pao

3、比質(zhì)量分率和比摩爾分率的換算

設混合物的總質(zhì)量是G,依，組分A和8的質(zhì)量分率各是XM和Ma,分子

量各是MA和MB,千摩爾數(shù)各是〃八和ns,Kmol。由于

GA=GXWA和GB=GXWB

HGX\VA-EnW

而nA=----和nn=-G--X--B

MAMU

因此，A對B的比摩爾分率

Xw/\

XWAMB—MB

心=上=陛---x——=XAX——

HBX\VB

XWBMAMI

MH

A對8的比質(zhì)量分率

—MA

XA=XA------=----------

MBIIHMH

例2-1設原料氣中含CO2為29%（體積），其它是N2,02和CO（都可當作

是惰性氣體），經(jīng)吸取后氣體中含C02不超出1%（體積）。試分別計算原料氣和

出塔氣中C02的比摩爾分率。

解（1）原料氣的比摩爾分率由于），小0.29,

YA~而一匚京一匚旃一。刈?/Kw/惰性氣

（2）出塔氣的比摩爾分率由于y,10.（）l,因此

（U）1Kmolc

YA=之二」_==0.0101°i/

yK\-yA1-0.01/K〃心/惰性氣

例2-2設氨水的濃度是25%（質(zhì)量），求氨對水的比質(zhì)量分率和比摩爾分率。

解已知：XM=0.25,XM=1一0.25=0.75,MA=17,MS=18,

比質(zhì)量分率

江黑=03333/%也。

比摩爾分率

KmolNH/

XA=XA—=0.333X—=0.353

MA17/KmolH2O

在吸取過程中，氣相與液相的總量均隨吸取進行而變化，但?？烧J為惰性氣

體不溶于液相，因而在吸取塔的任一截面上惰性氣體和溶劑的摩爾流量均不發(fā)生

變化，以惰性氣體和溶劑的量為基準，采用上述相構成表達法，分別表達溶質(zhì)在

氣液兩相的濃度，則可簡化吸取計算。

此時，在上式中：

A——吸取質(zhì)B------惰性氣體或溶劑

（二）平衡關系

1、氣體在液體中的溶解度

在一定的溫度與壓力下，使一定量的吸取劑與混合氣體接觸，溶質(zhì)便向液相

轉(zhuǎn)移，直至液相中溶質(zhì)達成飽和，濃度不再增加為止。這種狀態(tài)稱為相平衡。平

衡時，吸取質(zhì)在液相中的濃度稱為平衡濃度或飽和濃度。所謂氣體在液體中的溶

解度，就是氣體在液相中的飽和濃度，亦稱平衡溶解度。它表達在一定的溫度和

壓力下，氣液相達平衡時，一定量吸取劑所能溶解的吸取質(zhì)的最大數(shù)量。它是吸

取過程的極限。

溶解度慣用在一定溫度和氣體平衡分壓下，單位質(zhì)量溶劑中吸取質(zhì)的質(zhì)量表

示，由實驗測定，能夠從有關手冊中查到。下圖給出了某些氣體在水中溶解度。

由圖可知，不同種類氣體在相似的溫度和分壓條件下同一溶劑中的溶解

度是不同的。而溶解度的差別正是吸取分離氣體混合物的基本根據(jù)。另外，氣體

的溶解度與溫度和壓力有關。普通氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，隨壓力的

升高而增大。但當吸取系統(tǒng)的壓力不超出506.5kPa的狀況下，氣體的溶解度可

看作與氣相的總壓力無關，而僅隨溫度的升高而減小。

根據(jù)氣體溶解度的大小，可將氣體分為三類：易溶氣體，如氨氣；中檔溶解

度氣體，如二氧化硫；難溶氣體，如氧氣等。（均指在水中的溶解）

由此可見，減少溫度，提高壓力對吸取有利。為此在吸取流程中，進塔液體

管路上經(jīng)常設立冷卻器，以維持入塔吸取劑有較低的溫度。

O

00

t

溶

解

度

O0

020406080100

圖3-3二氧化硫在水中的溶解度

圖3-4氧在水中的溶解度

平衡分壓

平衡狀態(tài)下氣相中溶質(zhì)的分壓稱為平衡分壓。

氣體溶解度的大小，能夠根據(jù)平衡分壓來判斷。如溫度為10C時，NH3與S02

平衡分壓數(shù)據(jù)為：

溶液濃度200克NH3/1000克水200克S02/1000克水

平衡分壓^lOOmmHg=980mmHg

上述數(shù)據(jù)表明，當溫度及液相濃度相似時，氨的平衡分壓比二氧化硫的平衡

分壓低，故氨比二氧化硫溶解度大。

即，不同氣體用同一吸取劑吸取，所得溶液濃度相似時，易溶氣體在溶液上

方的平衡分壓小，難溶氣體在溶液上方的平衡分壓大；欲得到一定濃度的溶液，

易溶氣體所需的分壓低，而難溶氣體所需的分壓高。

2、亨利定律

氣液相平衡關系符合亨利定律時，可用簡樸的數(shù)學式表明。亨利定律普通

合用于稀溶液。即對于易溶氣體，只在溫度高、濃度低時合用，而對于難溶氣

體，則總壓在5MPa下列，分壓在O.IMPa下列，方才合用。

按照亨利定律，在一定溫度下氣液相達于平衡狀態(tài)時，可溶氣體在氣相中

的平衡分壓P；與該氣體在液相中的摩爾分率打成正比，即稀溶液中氣液相平衡

關系是：

式中PA——溶質(zhì)A在氣相中的平衡分壓，Kpa；

x一一液相中溶質(zhì)的摩爾分率；

E——比例系數(shù)，稱為亨利系數(shù)，Kpa.

由上可知，在一定的氣相平衡分壓下，E值小，液相中溶質(zhì)的摩爾分數(shù)大，

即溶質(zhì)的溶解度大。故易溶氣體的E值小，難溶氣體的E值大。

亨利系數(shù)E的值隨物系而變化。對一定的物系，溫度升高，E值增大。表2-1

列出了15種氣體水溶液的￡值。？

由于氣相、液相構成有不同的表達辦法，亨利定律尚有下列不同體現(xiàn)式。

(1)p?二幺

H

式中5——液相中溶質(zhì)的摩爾濃度，kmol溶質(zhì)/nr3溶液；

H——溶解度系數(shù)，kmol溶質(zhì)/(kPa,n?溶液)。

溶解度系數(shù)〃可視為在一定溫度下溶質(zhì)氣體分壓為IkPa時液相的平衡濃

度。故〃值越大，則液相的平衡濃度就越大，即溶解度大。且”值隨溫度升高

而減小。

（2）y*=nix

式中，），'一一溶質(zhì)在氣相中的平衡摩爾分率；

機一一相平衡常數(shù)，無因次；

由式可知，在一定的氣相平衡摩爾分率下，加值小，液相中溶質(zhì)的摩爾分率

大，即溶質(zhì)的溶解度大。故易溶氣體的加值小，難溶氣體的〃?值大。且加值隨

溫度升高而增大。

（3）吸取中:

v氣相中溶質(zhì)的物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）y

-氣相中惰性氣體的物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）一I-y

V液相中溶質(zhì)的物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）X

'液相中溶劑的物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）一I-X

式中「一一與X相平衡時氣相中溶質(zhì)的比摩爾分率。

當液相構成X很小時，上式右端分母趨近于I,則得氣液平衡關系體現(xiàn)式為

y=mX

將上述關系標繪在y-x坐標系中，即為表明吸取中氣液平衡關系的圖線一一

吸取平衡線，它可能是通過原點的一條曲線或直線。

亨利定律各系數(shù)間的關系

H、E及m三者的關系

式中M一一氣液相平衡常數(shù)；

E一一亨利系數(shù)，Kpa

P---總壓,Kpa；

//一一溶解度系數(shù)，尻川溶弘

/即溶液

P、一一溶劑的密度，K%；

——溶劑的摩爾質(zhì)量，”黑/。

例2-3總壓為101.32即〃、溫度為20°。，1000版水中溶解15KgM/廠

此時溶液上方氣相中N4的平衡分壓為1.2Kpa0試求此時的亨利系數(shù)E、溶解

度系數(shù)〃、相平衡常數(shù)機。

解NH：,的摩爾質(zhì)量為17〃加，溶液的量為15KgN也與100。Kg水之和。

故液相構成

15/17

=0.01563

15/17+KXX)/18

???亨利系數(shù)

a

1.2

E=J=76MPa

x0.01563

溶劑水的密度0=1000%3,摩爾質(zhì)量=18%出1

???洛解度系數(shù)

Hp=項=0.123kmol/(m\kPa)

EM,76.8x18

.??相平衡常數(shù)

E=76.8

tn==0.758

P-101.325

例2-4在操作溫度為30C,總壓為101.3kPa的條件下，含S02的混合氣

與水接觸，試求與yso2=0.1的混合氣呈平衡的液相中S0,的平衡濃度CS02為多少

蘆叱門。該濃度范疇氣液平衡關系符合亨利定律。

解根據(jù)亨利定律

c

so2=Epsoq

式中〃S02為氣相中SO?的實際分壓。由道爾頓分壓定律

Pso、=pySo.=101.3x0.1=]0A(kPa)

查表知30C下SO?的亨利系數(shù)H=4.85X10'即。，換算為溶解度系數(shù)

nu)l

E=-x-^=---------------=0.0115/3D

3

IIMs4.85xIOx18.0/m.Pa

因此

乩、=10.1x0.0115=0.116咪3

（三）相平衡與吸取過程的關系

1、選擇吸取劑和擬定適宜的操作條件

性能優(yōu)良的吸取劑和適宜的操作條件綜合體現(xiàn)在相平衡常數(shù)m值上。溶劑

對溶質(zhì)的溶解度大，加壓和降溫均可使m值減少，有助于吸取操作。

2、判斷過程進行方向

根據(jù)氣、液兩相的實際構成與對應條件下平衡構成的比較，可判斷過程進行

的方向c

若氣相的實際構成Y不不大于與液相呈平衡關系的構成Y*(=mX),則為吸取

過程；反之，若Y*>Y,則為脫吸過程：Y=Y*,系統(tǒng)處在相際平衡狀態(tài)。

3、擬定過程進行的極限

平衡狀態(tài)即到過程進行的極限。對于逆流操作的吸取塔，無論吸取塔有多高,

吸取運用量有多大，吸取尾氣中溶質(zhì)構成丫2的最低極限是與入塔吸取劑構成呈

平衡，即mX2；吸取液的最大構成Xi不可能高與入塔氣相構成Yi呈平衡的液相

構成，即不高于總之，相平衡限定了被凈化氣體離開吸取塔的最低構成

和吸取液離開塔時的最高構成。

4、計算過程推動力

氣相或液相的實際構成與對應條件下的平衡構成的差值表達傳質(zhì)的推動力。

對于吸取過程，傳質(zhì)的推動力為丫-丫*或X*-X。

吸收推動力示意圖

第三節(jié)吸取傳質(zhì)機理

一、吸取傳質(zhì)機理及過程

用液體吸取氣體中某一組分，是該組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過程。它涉

及下列三個環(huán)節(jié)：

（1）溶質(zhì)由氣相主體向相界面?zhèn)鬟f，即在單一相（氣相）內(nèi)傳遞物質(zhì)；

（2）溶質(zhì)在氣液相界面上的溶解，由氣相轉(zhuǎn)入液相，即在相界面上發(fā)生溶解過

程；

（3）溶質(zhì)自氣液相界面對液相主體傳遞，即在單一相（液相）內(nèi)傳遞物質(zhì)。

二、物質(zhì)的傳遞方式

物質(zhì)在單一相內(nèi)的傳遞靠的是擴散作用；而不管溶質(zhì)在氣相或液相，它

在單一相里的傳遞有兩種基本方式，一是分子擴散，二是泯流擴散。

1、分子擴散：當流體內(nèi)部某一組分存在濃度差時，因微觀的分子熱運動使組分

從濃度高處傳遞到較低處，這種現(xiàn)象稱為分子擴散。

分子擴散現(xiàn)象只存在于靜止流體或?qū)恿髁黧w中。影響分子擴散速率的因素有

物性、濃度差、溫度、總壓。

2、渦流擴散：當流體流動或攪拌時，由于流體質(zhì)點的湍動和旋渦在傳質(zhì)方向上

的產(chǎn)生宏觀位移，使組分從濃度高處向低處移動，這種現(xiàn)象稱為渦流擴散。

渦流擴散重要出現(xiàn)在湍流流體中，其速率遠比單純的分子擴散要大得多，但

狀況要復雜得多，尚難對其計算擬定。

3、對流傳質(zhì)：即湍流主體的渦流擴散與相界面處的分子擴散兩種傳質(zhì)作用結(jié)合

的總稱。

與對流傳熱類似，對流傳質(zhì)普通指流體與某一界面（例如氣體吸取過程中的

氣液兩相界面）之間的傳質(zhì)。

有效膜：對流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)

形式僅為分子擴散。其中：有效膜厚度ZG

為：如圖所示，層流內(nèi)層分壓梯度線延長

線與氣相主體分壓線PA相交于一點G,G

到相界面的垂直距離。

有效膜的意義：有效膜厚ZG是個虛擬

的厚度，但它與層流內(nèi)層厚度ZG存在一對對流傳質(zhì)濃度分布圖

應關系。流體湍流程度愈激烈，層流內(nèi)層

厚度ZG愈薄，對應的有效膜厚ZG也愈薄，對流傳質(zhì)阻力愈小。

三、、對流傳質(zhì)理論一一雙膜理論

基本論點：

（1）氣、液兩相間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)分別有存在有穩(wěn)定的液膜

和氣膜；溶質(zhì)以分子擴散的方式通過此兩膜。

（2）在相界面處，氣、液兩相達成平衡（界面無阻力）。

（3）在膜層以外的氣、液兩相中心區(qū)，由于流體充足湍動，溶質(zhì)的濃度是均

勻的，全部濃度變化集中在兩個有效膜層內(nèi)。

討論：

(1)雙膜理論使整個相際傳質(zhì)過程得到簡化一一通過以上假設，就把整個吸

取過程簡化為經(jīng)由氣、液兩膜的分子擴散過程。

(2)雙膜理論有它的局限性。

若要想提高吸取速率，就應增加流體的湍動程度，而增加流體的湍動程度就

會使界面變得不穩(wěn)定，表面不停更新，則雙膜理論也就不成立

(3)在雙膜理論之后又提出了某些新的理論：如溶質(zhì)滲入理論，表面更新理

論，界面動力埋論等。但這些埋論尚未應用于生產(chǎn)實際。

第四節(jié)傳質(zhì)速率方程

平衡關系只解決了過程能否進行及其進行的方向及程度，而過程進行的快慢

程度由過程的速率來反映。

吸取速率即指單位氣液接觸表面積上單位時間內(nèi)吸取的溶質(zhì)量。普通以此來

表達，單位為kmol/nr'h

對任何一種過程，其速率都可用下面這樣一種關系式來歸納表達，即

過程推動力

過程速率二

過程阻力

對于吸取這一傳質(zhì)過程的速率關系，其推動力是指濃度差，而吸取阻力的倒數(shù)稱

為吸取系數(shù)。因此，吸取速率關系又可寫成：

吸取速率;吸取系數(shù)義推動力

由于混合物的構成能夠采用不同的單位，因此傳質(zhì)推動力有不同的表達辦

法，吸取速率也就有不同的表達形式。

表明吸取速率與推動力之間關系的數(shù)學式即為吸取速率方程。

一、對流傳質(zhì)速率方程

由雙膜理論得：

或

Pi=HYi=mXj

由穩(wěn)定傳質(zhì)過程得:

吊氣=NA液

①氣膜吸取速率方程式

NA=kG-(P-P,)或5=P-P

Y-丫

NA=kY.(Y-Yi)或

l/kY

②液膜吸取速率方程式

q-c

N=k.(C-C)或N=

ALiAl/k,

NA=kx-(Xf-X)或

③討論吸取系數(shù)及單位

Kmol吸收質(zhì)

通式:1

［濃度］nf?h

④界面濃度

聯(lián)立解方程組Y=m-X,Y-mX,

kY-(Y-Yl)=kx.(Xl-X)

吸取系數(shù)

在定態(tài)操作的吸取塔內(nèi)，任一氣、液接觸的地方，吸取質(zhì)通過氣膜、液摸的

傳質(zhì)速率應相等，即

（NA）G=（N）=%

PA-PA.，

Km（）=勺（J,一4）=HkL（pAJ-p\）

則N、』_Pa—PA「PA

R西

合并經(jīng)整頓后，比較前式得

NA=f-令-七5一"）

則

即總阻力:氣膜阻力+液膜阻力

對于易溶氣體，H很大，-4-->0,故

%

KG*

這表明液膜阻力很小，傳質(zhì)阻力幾乎全部集中于氣膜中，這種狀況稱為氣膜

控制。由于對易溶氣體來說，溶解度較大，這時氣體在交界面處溶解并穿過液膜

的速度較快，吸取速率重要由溶質(zhì)穿過氣膜快慢所決定，換句話說，氣膜阻力與

液膜阻力相比較，吸取阻力重要集中在氣膜。因而此種狀況屬于氣膜控制。如氯

化氫溶解于水或稀鹽酸中，氨溶解于水或稀氨水中是屬于氣膜控制的狀況。顯然,

當氣膜控制時，要提高吸取系數(shù)（即減小阻力），應加大氣體流速。

同理，若系統(tǒng)服從亨利定律，則

k

PA-

%=4（Pa）=怎（%?一5）=尚（c；-cAi）

河CA,i-CACA-CA.i

則n,2—j-=H

合并經(jīng)整頓后，比較前式得

?

2浮，=勺化…A）

n1

——十——

1H1

貝U—=—+—

K.hh

對于難溶氣體，H很小，---->0,故

kG

K,LxLk]

這闡明傳質(zhì)阻力重要為液相一側(cè)的阻力所控制，故稱為液膜控制。由于對難

溶氣體來說，溶解度很小，這時溶質(zhì)穿過氣膜速度要比氣體溶解快得多，故液膜

阻力成為過程的重要矛盾，因而這種狀況屬于液膜控制。如用水吸取氧或氫是典

型的液膜控制。在這種狀況下，要提高吸取系數(shù)，應增大液體流速。

根據(jù)亨利定律的其它表達形式，同樣也能夠?qū)С觯?/p>

11m

---=-----1----

K),kykx

同樣，對于易溶氣體

K小卜

對于難溶氣體

Kx?kx

對于中檔溶解度的氣體，在吸取總阻力中氣膜阻力和液膜阻力均不可無視，

普通將這種狀況稱為雙膜控制；若要提高吸取系數(shù)，必須同時增大氣體和液體流

速。

由上討論可知，如果能夠判斷吸取過程是受哪一側(cè)阻力所控制，則能夠給強化吸

取過程及選擇適宜操作條件帶來很大的方便。實際生產(chǎn)中大多數(shù)吸取過程現(xiàn)有氣

膜控制又有液膜控制。

例：已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸取時，平衡關系服從亨利定律，氣膜吸取系數(shù)

斤=274xlO“bnol^.s?kP外,液膜吸取系數(shù)^=694x1產(chǎn)詠，溶解度系

數(shù)H.kPa\o試求氣相吸取總系數(shù)K0kmol^.s.kPa\并分析

該吸取過程的控制因素。：

-----+->=p-p

解：因系統(tǒng)符合亨利系數(shù)，故可按?。計算總系數(shù)勺

5

K@kQHkL274x10"1.5x6MxltT

=365X106+96X103

=366xlO6那?s^kPa\/kmol

由計算過程可知：

—=365xlOe(m2.s.kP^lkmol

氣膜阻力A,

——=96xl03(w2?s?kPa\lkmol

而液膜阻力外,

液膜阻力遠不大于氣膜阻力，該吸取過程為氣膜控制。

例：用清水吸取含低濃度溶質(zhì)A的混合氣體，平衡關系服從亨利定律?，F(xiàn)已測

得吸取塔某橫截面上氣相主體溶質(zhì)A的分壓為5.1kPa,液相溶質(zhì)A的物質(zhì)的量的

分數(shù)為0.01,相平衡常數(shù)m為0.84,氣膜吸取系數(shù)kY=2.776XIO-5kmoV(m2s),

液膜吸取系數(shù)kx=3.86X103kmol/(m2?s)。塔的操作總壓為101.33kPa。試求:

(1)氣相總吸取系數(shù)KY,并分析該吸取過程的控制因素；

(2)該塔橫截面上的吸取速率NA

解：(1)氣相總吸取系數(shù)K，

將有關數(shù)據(jù)代入前式，便可求得氣相總吸取系數(shù)，即：

11711

---=+~—

Kykxky=]/2.776X10-5+084/3.86X10、

=3.624X104(m2?s)/kmol

KY=1/3.624X104=2.759X10-5kmol/(nr?s)

由計算數(shù)據(jù)可知，氣膜阻力1/公=3.602X1()4(n??s)/kmol,而液膜阻力，〃*x

=2.176X102（m2,s）/kmol,液膜阻力約占總阻力的0.6%,故該吸取過程為

氣膜阻力控制。

（2）吸取速率

用前式計算該塔截面上的吸取速率，式中有關參數(shù)為:

p_5.1

=0.053

Y_P—p101.33—5.1

.r_0.01

=0.0101

X=1-x1—0.01

Y*=mX=0.84X0.0101=0.00848

M=KWY—y*)=2.759X10—5(0.53-0.00848)=1.228X10-6kmol/(nr?s)

第五節(jié)吸取計算

吸取過程既能夠采用板式塔又可采用填料塔。這里，將對持續(xù)接觸的填料吸

取塔進行分析。

在填料塔內(nèi)氣液兩相既可作逆流也可作并流流動。在兩相進出口濃度相似的

狀況下，逆流的平衡推動力不不大于并流。同時，逆流時下降至塔低的液體與進

塔的氣體相接觸，有助于提高出塔的液體濃度，且減小吸取劑的用量；上升至塔

頂?shù)臍怏w與進塔的新鮮吸取劑接觸，有助于減少出塔氣體的濃度，可提高溶質(zhì)的

吸取率。故普通吸取操作多采用逆流。

吸取塔計算的內(nèi)容重要是通過物料衡算及操作線方程，擬定吸取劑的用量和

塔設備的重要尺寸（塔徑和塔高）。

一、物料衡算與操作線方程

（一）物料衡算

假設單位時間內(nèi)通過吸取塔惰性氣體量和吸取劑量分別以2和L（叫）

表達，而以匕，與，y分別為塔底、塔頂、塔內(nèi)任一截面氣相中吸取質(zhì)的比摩爾分

率；%.,x2,X分別為塔底、塔頂、塔內(nèi)任一截面液相中吸取質(zhì)的比摩爾分率。

在逆流吸取塔中，顯然

L,X2

vr,nL,x

}

-物料衡算示意圖

進入吸取塔的溶質(zhì)量為VY}+LX2

出吸取塔的溶質(zhì)量為VY.+LX,

在無物料損失的狀況下，進出吸取塔的溶質(zhì)量應相等，因而可列出物料衡算

式為：

VYI+LX2=VY2+LX.

或

v（rl-r2）=L（xl-x2）

另外，在生產(chǎn)中為擬定吸取任務或評價吸取效果的好壞，常引入吸取率的概

念，即氣相中被吸取的吸取質(zhì)與氣相中原有的吸取質(zhì)的量之比，以n表達，即

i/（yl-r2）=yl-r2

5匕

由原料氣的匕和規(guī)定的吸取率n,即可求出氣體出塔時的構成右，即

丫2=丫《一〃）

（-）吸取塔操作線方程

若對圖示的虛線框即塔底到塔中任一截面片屋作物料衡算，則單位時間內(nèi)

進、出該

系統(tǒng)吸取質(zhì)的量應為:

VT,+LX=VY+LX,

v（y,-r）=L（x1-x）

則y=-x+y,--x,

V1V1

上式稱為吸取操作線方程。在

定態(tài)吸取條件下，L,V,X1,匕均

為定值，故該操作線為始終線。其

斜率為器（液氣比），截距為

（X-^xj）,并通過D（X2,r2）

吸取過程操作線

及E（x-r.）兩點。

操作線與平衡線表達在同一圖

上，能夠從操作與平衡二個角度對吸取進行分析。

操作線上任一點表達吸取塔內(nèi)對應截面上液、氣濃度。如E點表達塔底的液、

氣濃度；D點表達塔頂?shù)囊?、氣濃度。操作線與平衡線之間的距離，表達推動力。

如B點至平衡線的垂直距離C,即（丫一片），它代表塔底氣相推動力AX，

而B點至平衡線的水平距離BG,即（X*-X,）,它代表塔底液相推動力AX10

同樣，D點至平衡線的垂直距為塔頂氣相推動力AY2,D點至平衡線的水平苑離

為塔頂?shù)囊合嗤苿恿X?。

由此可見，操作線離平衡線愈遠，吸取推動力愈大。為加大推動力可從二方

面著手：一是減少平衡線斜率，如減少操作溫度；另一是增大操作線斜率，如增

大液氣比等。

若氣液兩相為并流，吸取塔的操作線方程及操作線，可用同樣措施擬定。且

應指出，無論逆流或并流操作的吸取塔，其操作線方程及操作線都是由物料衡算

得來的，與系統(tǒng)的平衡關系、操作溫度和壓力、以及塔的構造形式均無關。

進行吸取操作時，在塔內(nèi)任一橫截面上，溶質(zhì)在氣相中的實際濃度總是高于

平衡濃度，因此吸取操作線總是位于平衡線的上方。反之，如果操作線位于平衡

線下方，則應進行吸取的逆過程解吸過程。

二、吸取劑用量的擬定

普通，吸取操作中需要解決的氣體量V,進、出吸取塔的氣體構成匕、Y2（或

吸取率〃）以及吸取劑進塔構成X-均為過程本身和生產(chǎn)分離規(guī)定所規(guī)定，而

吸取劑的用量則需要擬定。

將全塔物料衡算式寫為

L=匕一丫2

Vx.-x2

%是操作線的斜率，亦稱液氣比。它是重要的操作參數(shù)，其值不僅決定塔

設備的尺寸大小，并且還關系著操作費用的高低。

吸收塔的最小液氣比

如果在Y-X直角坐標圖上繪制操作線，如圖所示。由于X2、匕已擬定，故

操作線的一端（塔頂）7’點就己擬定，而另一端（塔底）B點則隨著斜率%的

變化，而在y=X的水平線上移動。由于夕值已定，故隨著吸取劑用量￡的減少,

操作線斜率變小，則6點向右移動，操作線便向立衡線靠近，直至操作線與平衡

線相交［圖（a）］或相切［圖（b）K此時塔底排出液濃度先逐步變大，而推動力

△Y對應變小。若吸取劑用量正好減少到使表達塔底橫截面的操作點移至平衡線

ON上的夕點［圖（a）］時，對應的操作線為丁夕，則X|=Xmax，即塔底截面上氣

液兩相成平衡，這也是理論上吸取液所能在JA成的最高濃度，但△丫=0，是

一種極限狀況。欲在此條件下完畢給定的分離任務就需要“無窮大”的傳質(zhì)面積,

亦即塔要無限高，生產(chǎn)中無實際意義。此時操作線（TB，）的斜率稱為最小液氣

比（%）一對應的吸取劑用量為最少吸取劑用量L,。

反之，若增大吸取劑用量，使L值達“無窮大”，即L/Vfoo,操作線如圖

中78線所示?？梢姵鏊∫簼舛葹樽钚。琗1=X2O故增加吸取劑用量，可

增加吸取推動力，從而提高吸取速率。但吸取劑月量并非越大越好。當吸取劑用

量增大，吸取塔出塔溶液濃度變稀，這對吸取液的使用以及吸取劑回收都十分不

利，并且吸取劑用量大，輸送吸取劑的動力消耗也大，從而造成操作費用增加。

由此可見吸取劑用量不適宜過大。

因此，吸取劑用量的大小，應當選擇適宜的液氣比，使操作費和設備費（吸

取劑用量和塔高）之和為最小。在實際操作中，為確保合理的吸取塔的生產(chǎn)能力，

普通取

或L=（1.1^2.0l￡min

最小液氣比能夠通過下式計算，但此時式中的采用圖解法求出。若平衡

線如圖（a）所示的下凹曲線時，先求得y=x水平線與卸線的交點），即可在

橫坐標上讀得Xmax，也即X；；當平衡線如圖（b）所示的上凸曲線時，則過T

點作創(chuàng)『的切線布，對應的X|=X；nax。則

止）.=f

…Xlmax-X2

若相平衡關系符合亨利定律，可改寫成為

止）.二I

m,n

VYJm-X2

以上只是從吸取過程本身考慮來擬定吸取劑的用量的，但是，有時擬定的L

值不一定能確保填料表面都能被液體充足潤濕，因此，還應當考慮噴淋密度（即

每小時每平方米塔截面上噴淋的液體量），若低于最低允許值（5?12〃?7~）,

即需增加L值，或?qū)⒉糠治∫涸傺h(huán)。

例：填料吸取塔從空氣-丙酮的混合氣中回收丙酮，用水作吸取劑。已知混

合氣入塔時丙酮蒸氣體積分率為6船所解決的混合氣中的空氣量為1400〃%,

操作在293K和101.3kPa下進行，規(guī)定丙酮的回收率98%。若吸取劑用量為

154K〃，啖，試問吸取塔溶液出口構成為若干？

解按題意，先將構成換算成比摩爾分率

塔底r,=6/（100-6）=0.0638

塔頂y2=X（1-98%）=0.0638X0.02=0.00128

X2=0

Kmo]

入塔空氣流量為：V=1400/22.4X273/293=58.2/h

溶液出口構成可由全塔物料衡算求出：

v(y2-y1)=L(x,-x2)

(丁富

將已知數(shù)據(jù)代入上式得：X|=58.2X(0.0638-0.00128)±O=()O236

154

故出口溶液中溶質(zhì)組分的比摩爾構成為0.0236。

四、塔徑的計算

&=匹式中：DT.一塔徑，m

Vs--在操作條件下混合氣體的體積流量，m3/s

u-------混合氣體的空塔速度，m/s

塔徑的大小重要取決于空塔氣速，選擇較小的空塔氣速，則氣體通過塔時

的阻力小，動力消耗小，但塔徑增大，設備投資大而生產(chǎn)能力低，且低氣速不利

于氣液充足接觸，傳質(zhì)效率低。

若選擇較高的空塔氣速，則通過填料層的壓降大，動力消耗大，且操作不平

穩(wěn)，難以控制，但塔徑小，設備投資小。故塔徑的擬定應作多方案比較以求經(jīng)濟

上優(yōu)化。普通u=(0.5—O.85)u泛。

五、吸取塔高的計算

1、填料層高度的基本計算式

在填料塔內(nèi)任一截面上的氣液兩相構成和吸取的推動力均沿塔高持續(xù)變化,

因此不同截面上的傳質(zhì)速率各不相似。

在圖示的填料層內(nèi)，厚度為dZ微元的傳質(zhì)面積

cL4=〃OdZ,其中a為單位體積填料所含有的相際傳質(zhì)

而積，m2/m3：。為填料塔的塔截面積，m2c定態(tài)吸取

時，由物料衡算可知，氣相中溶質(zhì)減少的量等于液相

中溶質(zhì)增加的量，即單位時間由氣相轉(zhuǎn)移到液相溶質(zhì)

A的量可用下式體現(xiàn)：

dGA=VdY=LdX

根據(jù)吸取速率定義，dZ填料段內(nèi)吸取溶質(zhì)的量為:

dGA=A\dA=^A(^dZ)

式中GA---單位時間吸取溶質(zhì)的量，kmol/s；

NA----為微元填料層內(nèi)溶質(zhì)的傳質(zhì)速率，kmol/m2?s；

將吸取速率方程心=長丫(丫--)代入上式得

dGA=Ky(y-y")〃QdZ

將兩式聯(lián)立得：

當吸取塔定態(tài)操作時，V、心a皆不隨時間而變化，也不隨截面位置變

化。對于低濃度吸取，在全塔范疇內(nèi)氣液相的物性變化都較小，普通K),、燈可

視為常數(shù)，將上式積分得

zVdY_Vrr,dY

Y

KYUQ(Y-Y^~KYa^2Y-Y^

此為填料層高度計算基本式。

由于式中的。值與填料的類型、形狀、尺寸、填充狀況有關，還隨流體物性、

流動狀況而變化。其數(shù)值不易直接測定，普通將它與傳質(zhì)系數(shù)的乘積作為一種

物理量，稱為體積傳質(zhì)系數(shù)。則為氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，單位為kmol/

（m3.s）o低濃度吸取時在全塔范疇內(nèi)可取平均值。

2、傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度

分析填料層高度計算基本式中三J的單位為m,故將丁f稱為氣相總傳

KYaQKYaQ

質(zhì)單元高度，以“OG表達，即

而積分項是一無因次的數(shù)值，以NOG表達，稱為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)。

jy2y-Y

即

.△dy

OG-］與y_y*

因此，填料層高度即為Z=N°G,H℃

同理有Z=N。L?H°L

HOG的物理意義

z卜dY,

令：NOG=Jy,y_y*=1，則Z=h

，入/_4"_x-x即Y-Y=(Y-r)m

而(Y-r)fn12

意為：若在某一填料層中，進入與離開的氣相濃度變化（Y.Y2）正好等

于該層填料的平均推動力（Y-Y*）m,則此填料層高度就為一種傳質(zhì)單元高度。

HOG為完畢一種傳質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度，反映的是設備傳質(zhì)性

能的好壞。HOG越小，傳質(zhì)性能越好。傳質(zhì)單元高度的物理意義為完畢一種傳

質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度。

而NOG反映的是傳質(zhì)的難易程度。NOG越小，則過程推動力大、分離規(guī)定低,

分離就越容易。

計算填料層高度的核心是如何求算傳質(zhì)單元數(shù)。

3、傳質(zhì)單元數(shù)求法

根據(jù)物系平衡關系的不同，傳質(zhì)單元數(shù)的求解有下列幾個辦法:

(1)對數(shù)平均推動力法

當氣液平衡線為直線時，以二J：及二嫌1(5

AYAK

式中,-2

△%3

^y2=y2-y2

Y；一—與X相平衡的氣相構成;

與X2相平衡的氣相構成。

AKm一一塔頂與塔底兩截面上吸取推動力的對數(shù)平均值，稱為對數(shù)平均推

動力。

同理液相總傳質(zhì)單元數(shù)的計算式

x.-x2_X,-X2

0L

~/「囚2AXm

AX2

式中AX4二^

mN

AX,

AX}=X；-X,

AX2=X；-X2

X；與Y\相平衡的液相構成;

X；——與丫2相平衡的液相構成。

注意：當處＜2、必＜2時，對數(shù)平均推動力可用算術平均推動力替代，產(chǎn)

△匕AX2

生的誤差不大于4%,這是工程允許的。

例：在常壓填料吸取塔中，用清水吸取廢氣中氨氣，廢氣流量為2500ni7h（原

則狀態(tài)下），其中氨氣濃度為0.02（摩爾分率），規(guī)定回收率不低于98%,若水

用量為3.6n?/h,操作條件下平衡關系為Y*=1.2X（式中X,Y為摩爾比），

氣相總傳質(zhì)單元高度為0.7m,試求：（1）塔低、塔頂推動力；全塔對數(shù)平均

推動力（2）氣相總傳質(zhì)單元數(shù)（3）填料層高度。

解：r,=^—=0,02=0.0204y,=K,(1-7]]=0.0204(1-0.98)=0.00041

1-y,1-0.02

V=x(1-y)=^522x(1-0.02)=109.38kmol/h

22.4122.4

6^

L=1=20(M/?v(r-r)=L(x-x)

181212

x,=y(r,-r,)=(0.0204-o.o()()41)=o.o109

△X=y,-mXx=0.0204-1.2x0.0109=0.00732\Y2=Y2-mX2=Y2=0.00041

0.00732-0.00041_

0.00732-=0°°

〃'Ln^z

Ln

然0.00041

、y,-r,O.O2(M-0.00041°”“、rf…

Nnr=------=---------------=8.33H—N5、xH()(.=8.33x0.7=5.83/〃

°?！髫?.00240。OG

（2）解析法

若氣液平衡關系在吸取過程所涉及的構成范疇內(nèi)服從亨利定律，即平衡線為

通過原點的直線，根據(jù)傳質(zhì)單元數(shù)的定義式可導出其解析式。

YmX

211Dic\\~2.C

；

NO”G=-----In(1-S)---------+S

「7r

l-S2-mX2

式中5=叱為解吸因數(shù)(脫吸因數(shù))。

L

由上式能夠看出，N°G的數(shù)值與解吸因數(shù)S、匕一〃田2有關。為方便計算，

Y2-inX2

以S為參數(shù)，X一〃為橫坐標,N°G為縱坐標，在半對數(shù)坐標上標繪上式的

Y-,-H1X2

函數(shù)關系，得到圖所示的曲線。

當操作條件、物系一定時，S減少，普通是靠增大吸取劑流量實現(xiàn)的，而吸取劑

流量增大會使吸取操作費用及再生負荷加大，因此普通狀況，S取0.7?0.8m是

經(jīng)濟適宜的。

第六節(jié)填料塔

填料塔構造簡樸，壓減少，易用耐腐蝕材料制造，是一種重要的氣液傳質(zhì)設

備。近年來，隨著性能優(yōu)良的新型填料不停涌現(xiàn)，大型填料塔現(xiàn)在在工業(yè)上已非

罕見。

一、填料塔的構造

1.填料塔的構造

填料塔的塔體為一圓形筒體，筒內(nèi)分層裝有一定高度的填料。自塔上部進入

的液體通過分布器均勻噴灑于塔截面上。在填料層內(nèi)液體沿填料表面呈膜狀流

下。各層填料之間設有液體再分布器，將液體重新均勻分布，以避免發(fā)生“壁流

現(xiàn)象”。氣體自塔下部進入，通過填料縫隙中自由空間，從塔上部排除。離開填

料層的氣體可能挾帶少量霧狀液滴，因此有時需要在塔頂安裝除沫器。氣液兩相

在填料塔內(nèi)進行逆流接觸傳質(zhì)。填料塔生產(chǎn)狀況的好壞與與否對的選用填料有很

大關系。（壁流現(xiàn)象：液體沿填料層向下流動時.，有偏向塔壁流動的現(xiàn)象，這種

現(xiàn)象稱為壁流。）

2.塔內(nèi)件

填料塔的內(nèi)件有填料、填料支承裝置、填料壓緊裝置、液體