第六章 气体吸收 教学重点 1、亨利定律、菲克定律 2、吸收速率方程 3 ...

第六章气体吸收教学重点1、亨利定律、菲克定律2、吸收速率方程3...第六章气体吸收教学重点1、亨利定律、菲克定律2、吸收速率方程3、吸收塔的物料衡算与操作线方程4、吸收剂用量的决定、填料层高度的基本计算式5、对数平均推动力法计算传质单元数6、掌握填料塔的构造和吸收操作控制。教学方法1、用化工生产实例引入吸收单元操作，介绍其在化工生产中的广泛应用，用动画展示吸收操作流程，以提高学生的学习兴趣。2、在学生已熟悉的组成 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法基础上引入新的相组成的表示法——摩尔比。3、简单复习气体在液体中的溶解度的影响因素，引导学生回忆《物化》中讲过的亨利定律的表达形式，为了吸收计算的方便，引入其他表示形式。4、类比动量传递中的牛顿粘性定律、传热过程中的傅立叶定律，引入传质过程中的菲克定律;、与列管式换热器中的传热过程相类比，引出传质过程中的双膜理论。56、根据传递速率的普遍规律写出吸收速率方程式的各种表达形式、运用吸收塔的物料衡算得出各操作参数和操作线方程。7、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 最小液气比的影响因素，确定最佳吸收剂用量、运用前面学过的物料衡算、平衡关系和速率关系，引导学生得出填料层高度的基本计算式。8、结合吸收操作过程理解传质单元高度与传质单元数的概念、运用难点分解法讲授传质单元数的求法。第一节:概述一、化工生产中的传质过程传质分离过程:利用物系中不同组分的物理性质或化学性质的差异来造成一个两相物系，使其中某一组分或某些组分从一相转移到另一相，即进行相际传质，并由于混合物中各组分在两相间平衡分配不同，则可达到分离的目的。以传质分离过程为特征的基本单元操作:气体吸收,液体蒸馏,固体干燥,液-液萃取,结晶,吸附,膜分离等。本章介绍气体吸收。二、相组成表示法、质量分数与摩尔分率(质量分数与摩尔分数)1质量分数:是指在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。mAw,Am摩尔分率:摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数n占混合物总摩尔数n的分率。AnAy,An气相:nAx,An液相:质量分数与摩尔分率的关系为:w/MAAxA,w/M，w/M，,,,w/MAABBNN2、质量比与摩尔比质量比:是指混合物中某组分A的质量与惰性组分B(不参加传质的组分)的质量之比。mAa,AmB摩尔比:是指混合物中某组分A的摩尔数与惰性组分B(不参加传质的组分)的摩尔数之比。nAY,AnBnAX,AnB质量分数与质量比的关系为aAw,A1，aAwAa,A1-wA摩尔分率与摩尔比的关系为Xx,1，XYy,1，YxX,1-xyY,1-y3、质量浓度与摩尔浓度质量浓度定义为单位体积混合物中某组分的质量。mAG,AV摩尔浓度是指单位体积混合物中某组分的摩尔数。nAc,AV质量浓度与质量分数的关系为G,w,AA摩尔浓度与摩尔分率的关系为c,xcAA4、气体的总压与理想气体混合物中组分的分压压力不太高(通常小于500kPa)，温度不太低时，总压与某组分的分压之间的关系为p,pyAA摩尔比与分压之间的关系为pAY,Ap,pA摩尔浓度与分压之间的关系为npAAc,,AVRT三、气体吸收过程吸收操作的依据:是混合物各组分在某种溶剂(吸收剂)中溶解度(或化学反应活性)的差异。一个完整的吸收分离流程包括吸收和解吸两部分。能耗主要在解吸过程。四、气体吸收过程的应用1、分离混合气体以获得一定的组分或产物;2、除去有害组分以净化或精制气体;3、制备某种气体的溶液;4、工业废气的治理;实际吸收过程往往同时兼有净化和回收等多重目五、吸收剂的选用在选择吸收剂时，应从以下几方面考虑:(1)溶解度;(2)选择性;(3)溶解度对操作条件的敏感性;(4)挥发度;(5)黏性;(6)化学稳定性;(7)腐蚀性;(8)其它等要求。六、吸收过程的分类1、物理吸收和化学吸收在吸收过程中溶质与溶剂不发生显著化学反应，称为物理吸收。如果在吸收过程中，溶质与溶剂发生显著化学反应，则此吸收操作称为化学吸收。2、单组分吸收与多组分吸收在吸收过程中，若混合气体中只有一个组分被吸收，其余组分可认为不溶于吸收剂，则称之为单组分吸收;如果混合气体中有两个或多个组分进入液相，则称为多组分吸收。3、等温吸收与非等温吸收若热效应很小，或被吸收的组分在气相中的浓度很低，而吸收剂用量很大，液相的温度变化不显著，则可认为是等温吸收。若吸收过程中发生化学反应，其反应热很大，液相的温度明显变化，则该吸收过程为非等温吸收过程。4、低浓度吸收与高浓度吸收被吸收的数量多时，称为高浓度吸收;反之，吸收称为低浓度吸收。对于低浓度吸收，可认为气液两相流经吸收塔的流率为常数，因溶解而产生的热效应很小，引起的液相温度变化不显著，故低浓度的吸收可视为等温吸收。本章重点研究低浓度、单组分、等温的物理吸收过程。第二节:气液相平衡关系一、气体在液体中的溶解度1、平衡溶解度(溶解度):在一定温度下，气液两相经过长期或充分接触后，两相达到平衡，此时溶质在液相中的浓度。平衡浓度:又称为平衡组成，指两相平衡时，溶质在两相中的浓度。气相浓度=f(液相浓度)液相浓度=f(p,t,气相浓度)由相律知:在单组分物理吸收中，涉及到溶质、惰性气体、溶剂构成的气液两相体系f=3-2+2=3MPa?在一定温度、总压下，液相中的溶解度=f(气相组成)，但在总压不高(<0。5)时，可认为气体溶解度只取决于分压，而与总压关系不大。总趋势:t?,溶解度?;t?，溶解度?。相同液相组成时，易溶气体上方分压小;难溶气体上方分压大。2、亨利定律5总压不高(譬如不超过5×10Pa)时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数。*p,ExA当气体混合物和溶剂一定时，亨利系数仅随温度而改变，对于大多数物系，温度上升，E值增大，气体溶解度减少。在同一种溶剂中，难溶气体的E值很大，溶解度很小;而易溶气体的E值则很小，溶解度很大。亨利定律不同的表达形式:c*Ap,AH(1)溶解度系数H与亨利系数E的关系为:EM1S,,HS溶解度系数H也是温度、溶质和溶剂的函数，但H随温度的升高而降低，易溶气体H值较大，难溶气体H值较小。*y,mx(2)Em,p相平衡常数m与亨利系数E的关系为:相平衡常数m随温度、压力和物系而变化。当物系一定时，若温度降低或总压升高，则m值变小，液相溶质的浓度x增加，有利于吸收操作。*Y,mX(3)二、相平衡关系在吸收过程中的应用、判断过程进行的方向1吸收过程的充分必要条件是**y,y或x<x反之，解吸过程。2、指明过程进行的极限平衡状态是吸收过程的极限。3、确定过程的推动力**y,yx,x()为以气相中溶质摩尔分率差表示吸收过程的推动力;()为以液相中溶质*的摩尔分率差表示吸收过程的推动力;(p,p)为以气相分压差表示的吸收过程推动力，AA*(c,c)为以液相摩尔浓度差表示的吸收过程推动力。AA第三节:单相传质一、定态的一维分子扩散1、分子扩散与菲克定律分子扩散:在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，这种现象称为分子扩散。扩散通量;单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩散的物质量，称为扩散通量(扩2散速率)，以符号J表示，单位为kmol/(m?s)。菲克定律 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 表达式为dcAJD,,AABdz在双组分混合物中，组分A在组分B中的扩散系数等于组分B在组分A中的扩散系数。即D=D=DABBA2、等分子反向扩散传质速率定义为:在任一固定的空间位置上，单位时间内通过垂直于传递方向的单位面积传递的物质量，记作N。单纯等分子反向扩散速率方程积分式:DN,(c,c)AA1A2z气相:DN,(p,p)AA1A2RTz液相:3、单向扩散及速率方程DcN,(c,c)液相:AA1A2zcBmc,cB2B1c,式中BmcB2lncB1DpN,(p,p)气相:AA1A2RTzpBmp,pB2B1式中。p,BmpB2lnpB1pc、——称为“漂流因子”或“移动因子”，无因次。pcBmSm漂流因子的意义:漂流因子的大小反映了总体流动对传质速率的影响程度，溶质的浓度愈大，其影响愈大。其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数。ppcc,1,1,1,1漂流因子特点:或;当混合物中溶质A的浓度较低时，。ccppBmSmBmSm二、分子扩散系数2扩散系数的物理意义为:单位浓度梯度下的扩散通量，单位为m/s。即:JA,DdcAdz扩散系数反映了某组分在一定介质(气相或液相)中的扩散能力，是物质特性常数之一。其值随物系种类、温度、浓度或总压的不同而变化。1、气体中的扩散系数通常气体中的扩散系数在压力不太高的条件下，仅与温度、压力有关。在常压下，气-5-42m/s。通常气体中的扩散系数与温度T的1.5次方成正比，体扩散系数的范围约为10,10与p成反比。2、液体中的扩散系数溶质在液体中的扩散系数与物质的种类、温度有关，同时与溶液的浓度密切相关，溶液浓度增加，其黏度发生较大变化，溶液偏离理性溶液的程度也将发生变化。其值一般在1×-10-92m/s范围内，液体中的扩散系数通常与温度T成正比，与液体的黏度成反比。10,1×10三、单相对流传质机理对流传质:流动着的流体与壁面之间或两个有限互溶的流动流体之间发生的传质，通常称为对流传质。涡流扩散:由于质点的无规则运动，相互碰撞和混合，组分会从高浓度向低浓度方向传递，这种现象称为涡流扩散。有效膜:把对流传质的阻力全部集中在一层虚拟的膜层内，膜层内的传质形式仅为分子扩散。四:单相对流传质速率方程1、气相对流传质速率方程，，N,k(y,y)，N,k(p,p)N,k(p,p)N,k(Y,Y)AyiAYiAGAAAGAAii2式中——以气相分压差表示推动力的气相传质系数，kmol/(m?s?kPa);kG2k——以气相摩尔分率差表示推动力的气相传质系数，kmol/(m?s);y2——以气相摩尔比差表示推动力的气相传质系数，kmol/(m?s)。kY气相传质系数间的关系:k,pkyGk,pkYG2、液相对流传质速率方程N,k(c,c)ALAAiN,k(x,x)AxiN,k(X,X)AXi式中k——以液相摩尔浓度差表示推动力的液相传质系数，m/s;L2——以液相摩尔分率差表示推动力的液相传质系数，kmol/(m?s);kx2——以液相摩尔比差表示推动力的液相传质系数，kmol/(m?s)。kX液相传质系数之间的关系:k,ckxLk,ckXL第四节:相际对流传质及总传质速率方程一、双膜理论双膜模型的基本假设:1、相互接触的气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧分别存在着稳定的气膜和液膜。膜内流体流动状态为层流，溶质A以分子扩散方式通过气膜和液膜，由气相主体传递到液相主体。2、相界面处，气液两相达到相平衡，界面处无扩散阻力。3、在气膜和液膜以外的气液主体中，由于流体的充分湍动，溶质A的浓度均匀，溶质主要以涡流扩散的形式传质。二:吸收过程的总传质速率方程1、气相总传质速率方程:*N,K(p,p)AGAA*N,K(y,y)yA*N,K(Y,Y)YA*2式中——以气相分压差()表示推动力的气相总传质系数，kmol/(m?s?kPa);Kp,pGAA*2K——以气相摩尔分率差()表示推动力的气相总传质系数，kmol/(m?s);y,yy*2Y,Y——以气相摩尔比差()表示推动力的气相总传质系数，kmol/(m?s)。KY2、液相总传质速率方程:*N,K(c,c)ALAA*N,K(x,x)xA*N,K(X,X)XA*式中——以液相浓度差()表示推动力的液相总传质系数，m/s;c,cKAAL*2x,x——以液相摩尔分率差()表示推动力的液相总传质系数，kmol/(m?s);Kx*2X,X——以液相摩尔比差()表示推动力的液相总传质系数，kmol/(m?s)。KX3、总传质系数与单相传质系数之间的关系及吸收过程中的控制步骤若吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线111,，KHkkGLG11H,，KkkLLG1m1,，Kkkyxy111,，Kkmkxxy1m1,，KkkYXY111,，KkmkXXY)气膜控制111当k与k数量级相当时，对于H值较大的易溶气体，,，即传质阻力主要集GLKkGG中在气相，此吸收过程由气相阻力控制(气膜控制)。2)液膜控制11对于H值较小的难溶气体，当k与k数量级相当时，,，即传质阻力主要集GLKkLL中在液相，此吸收过程由液相阻力控制(液膜控制)。4、总传质系数间的关系K,HKGLmK,KyxmK,KYXpK,KGypK,KGYcK,KLxcK,KLX第五节:吸收塔的计算一、物料衡算和操作线方程1、物料衡算及吸收液浓度的计算V(Y,Y)=L(X,X)1212,Y=Y(1,)21,式中——混合气中溶质A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。塔底排出液中溶质的浓度X=X，V(Y,Y)/L12122、吸收操作线方程与操作线LLY,X，(Y,X)22VVLLY,X，(Y,X)11VV或这两个公式称为逆流吸收操作线方程式。逆流吸收操作线具有如下特点:1)当定态连续吸收时，若L、V一定，Y、X恒定，则该吸收操作线在X,Y直角坐标图上12LLVV为通过塔顶A(X，Y)及塔底B(X，Y)的直线，其斜率为。称为吸收操作的液2211气比;2)此操作线仅与吸收操作的液气比、塔底及塔顶溶质组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件Tp无关。、*Y,f(X)3)吸收操作时，吸收操作线在平衡线的上方，且塔内某一截面mn处吸收的推**动力为操作线上点K(X，Y)与平衡线的垂直距离(Y,Y)或水平距离(X,X)。操作线离平**衡线愈远吸收的推动力愈大;解吸操作时，Y<Y或X<X，故解吸操作线在平衡线的下方。二、吸收剂用量与最小液气比最小液气比是针对一定的分离任务、操作条件和吸收物系，当塔内某截面吸收推动力为零时，L,,,,V,,min达到分离程度所需塔高为无穷大时的液气比。以表示。对应的吸收剂用量称为最小Lmin吸收剂用量，记作。Lmin通常吸收剂用量为最小用量的1.1,2.0倍，即L=(1.1,2.0)需要指出的是，L值必须保证操作条件时，填料表面被液体充分润湿，即保证单位塔截面上单位时间内流下的液体量不得小于某一最低允许值。最小液气比的计算:Y,YL,,12,,,*VX,X,,min12若平衡关系符合亨利定律，Y,YL,,12,,,YV,,1min,X2m如果平衡线凹型曲线，则可按下式计算最小液气比Y,YL,,12,,,VX,X,,min1,max2X为过塔顶操作线A作平衡线的切线，水平线Y=Y与切线相交的横坐标。1,min1三、吸收塔填料层高度的计算1、塔高计算基本关系式YVYd1Z,,*Y2KaΩY,YY此式为低浓度定态时吸收填料层高度计算基本公式。3KaY为气相总体积传质系数，单位为kmol/(m?s)。体积传质系数的物理意义为:在单位推动力下，单位时间，单位体积填料层内吸收的溶质量。2、传质单元数与传质单元高度VKaΩY称为气相总传质单元高度，以H表示。OGYYd1,*NY2OGY,Y称为气相总传质单元数，以表示。Z,N?HOGOG填料层高度填料层高度可用下面的通式计算:Z=传质单元高度×传质单元数Z,N?HOLOLZ,N?HGGZ,N?HLLLVLHH,H,,GLOLkaΩkaΩKaΩXYX式中、、——分别为液相总传质单元高度及气相、液相传质单元高度，m;YXXXYdd11Xd1N,N,N,LGOL,,,*XYX22Y,YX,X2X,Xii、、——分别为液相总传质单元数及气相、液相传质单元数。对传质单元高度和传质单元数还应作如下说明:NNNNGOGOLL1)传质单元数、、、计算式中的分子为气相或液相组成变化，即分离效果(分离要求);分母为吸收过程的推动力。若吸收要求愈高，吸收的推动力愈小，传质单元数就愈大。所以传质单元数反映了吸收过程的难易程度。当吸收要求一定时，欲减少传质单元数，则应设法增大吸收推动力。NOG2)传质单元的意义以为例，由积分中值定理得知:YY,YdY112N,,OG**,Y2Y,Y(Y,Y)m当气体流经一段填料，其气相中溶质组成变化(Y,Y)等于该段填料平均吸收推动力(YabN,1*OG,Y)，即时，该段填料为一个传质单元。mHN,1Z,HOGOGOG3)传质单元高度以为例，时，。故传质单元高度的物理意义V1H,OGKaΩKaYY为完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度。因在中，为传质阻KaY力，体积传质系数与填料性能和填料润湿情况有关,故传质单元高度的数值反映了吸收HOG设备传质效能的高低，愈小，吸收设备传质效能愈高，完成一定分离任务所需填料层HOG高度愈小。与物系性质、操作条件、及传质设备结构参数有关。为减少填料层高度，应减少传质阻力，降低传质单元高度。4)体积总传质系数与传质单元高度的关系体积总传质系数与传质单元高度同样反映了设0.7,0.8ka,Vy备分离效能，但体积总传质系数随流体流量的变化较大，通常，而传质单元高V0.3,0.2H,,VOGKa,HyOG度受流体流量变化的影响很小，，通常的变化在0.15,1.5m范围内，具体数值通过实验确定，故工程上常采用传质单元高度反映设备的分离效能。5)各种传质单元高度之间的关系当气液平衡线斜率为m时mVH,H，HOGGLLLH,H，HOLLGmVmVH,HOLOGLmVLLmV其中为解吸因数，其倒数为吸收因数。吸收因数的意义:吸收操作线的斜率与平衡线斜率的比。3、传质单元数的计算1)对数平均推动力法Y,YY12Yd1N,,OG,*,YY2mYY,当气液平衡线为直线时，,Y,,Y12,Y,m,Y1ln,Y2式中*,Y,Y,Y111*,Y,Y,Y222,Ym——塔顶与塔底两截面上吸收推动力的对数平均值，称为对数平均推动力。X,XX12Xd1,*,,XNX2mOLX,X=,X,,X12,X,m,X1ln,X2式中*,X,X,X111*,X,X,X222,Y,X11,2,2,Y,X22在使用平均推动力法时应注意，当、时，对数平均推动力可用算术平均推动力替代，产生的误差小于4%;当平衡线与操作线平行，即S=1时，YY,Y,Y1212,,**NYYY,Y,OG11222)吸收因数法若气液平衡关系在吸收过程所涉及的组成范围内服从亨利定律，，Y,mX112，，N,ln1,S，SOG,,,SY,mX122，，mVS,L式中为解吸因数(脱吸因数)。Y,mX12Y,mX22值的大小反映了溶质A吸收率的高低。参数S反映了吸收过程推动力的大小，其值为平衡线斜率与吸收操作线斜率的比值。液相总传质单元数用吸收因数法计算，其计算式为:，，Y,mX112，，N,ln1,A，AOL,,,AY,mX111，，LmV式中A=称为吸收因数。四、吸收塔塔径的计算4VSD,πu计算塔径关键是确定适宜的空塔气速，通常先确定液泛气速，然后考虑一个小于1的安全系数，计算出空塔气速。计算出的塔径，还应根据国家压力容器公称直径的标准进行圆整。五、吸收塔的操作型计算吸收塔的操作型计算是指吸收塔塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的分析和计YX12算。例如已知塔高Z，气、液流量，混合气体中溶质进口组成、吸收剂进口组成、体Y1积传质系数Ka时，核算指定设备能否完成分离任务。又如某一操作条件(L、V、T、p、、YX2)之一变化时，计算吸收效果如何变化。N?HNOGOGOG在定性分析时，常根据条件确定H、S，然后用Z=确定的变化，再用吸收OGXY12因数法图确定的变化趋势，最后，用全塔物料衡算分析的变化。在定量计算时，由于传质单元数计算式的非线性，因此，计算需采用试差法及对比法求解。六、解吸及其计算解吸过程:从吸收液中分离出被吸收溶质的操作，称为解吸过程。解吸过程有两个目的:一是获得所需较纯的气体溶质;二是使溶剂再生返回到吸收塔循环使用，使分离过程经济合理。1、解吸方法1)气提解吸;2)减压解吸;3)加热解吸。2、解吸过程的计算1)解吸过程的特点解吸过程是吸收过程的逆过程，二者传质方向相反，过程的推动力互为相反数。因此，在X-Y图上，吸收过程的操作线在平衡线的上方，解吸过程的操作线在平衡线的下方，吸收的计算方法均可用于解吸过程，解吸的推动力为负的吸收推动力。2)最小气液比和载气流量的确定解吸操作线方程LLY,X，(Y,X)11VVLV此操作线在X-Y图上为一直线，斜率为，通过塔底和塔顶。与吸收操作线所不同的是该操作线在平衡线的下方。当解吸平衡线为非下凹线时，操作线的极限位置为与平衡线相交，此时，对应的气液比为最V,,,,L,,min小气液比。以表示。对应的气体用量为最小用量，记作V。minX,XV,,21,,,*LY,Y,,min21即X,X21V,Lmin*Y,Y21根据生产实际经验，实际操作气液比为最小气液比的1.1,2.0倍，即V,,V,,L,,minL=(1.1,2.0)V,,,,L,,min实际载气流量V=L(1.1,2.0)。3)传质单元数法计算解吸填料层高度Z,N?HOLOL解吸填料层高度计算式:LH,OLKaΩXXXd2N,OL,*X1X,X传质单元数也可用吸收因数法计算:*，，X,X121，，N,ln1,A，A,,OL*,A1X,X11，，L式中——吸收因数A,mV传质单元数可以采用平均推动力法X,XX,X2121=,NOLΔX,ΔX,X21mΔX2lnΔX1ΔX,ΔX21ΔX,式中mΔX2lnΔX1**，,X,X,X,X,X,X111222七、强化吸收过程的措施1、提高吸收过程的推动力1)逆流操作;2)提高吸收剂的流量;3)降低吸收剂入口温度;4)降低吸收剂入口溶质的浓度。2、降低吸收过程的传质阻力1)提高流体流动的湍动程度;2)改善填料的性能。第六节:填料塔一、填料塔与填料1、填料塔填料塔的结构简单，包括填料、填料支承板、液体分布器、液体再分布器、气体和液体进出口接管等部件。2、填料1)填料的特性(1)比表面积填料的比表面积是指单位体积填料的表面积，用a表示，单位为1/m。(2)空隙率,填料的空隙率定义为单位体积填料所提供的空隙体积，记为，无因次。(3)干填料因子与湿填料因子干填料因子是填料的比表面积与空隙率所组成的复合量，定义为填料的比表面积与填料空隙a,,3,,率三次方之比，记为，，单位为1/m。湿填料因子是指填料层内有液体流过时，润湿的填料实际比表面积与填料实际空隙率三次方之比。2)常用填料及其进展填料按装填方式分乱堆填料和整砌填料，按使用效率分为普通填料和高效填料，按结构分实体填料和网体填料。工业上常见的填料如下:1)拉西环填料;2)鲍尔环填料;3)阶梯环填料;4)弧鞍填料;5)矩鞍填料;6)金属鞍环填料;)格栅填料。73)填料研究的新进展随着化工技术水平的高速发展，相继出现了一些新型填料，如多面球形填料、共轭环填料、海尔填料、脉冲填料、泰勒花环填料、钠特环填料等。这些新型填料主要特征体现在:?填料比表面积大;?空隙率大;?填料形状改变有利于减少面接触。二、填料塔的流体力学性能1、填料层的持液量33填料层的持液量是指单位体积填料所持有的液体体积，以m液体/m填料表示。它是填料塔流体力学性能的重要参数之一。填料的总持液量包括静持液量和动持液量。静持液量是指在充分润湿的填料层中，气液两相不进料，且填料层中不再有液体流下时，填料层中的液体量。动持液量是指填料塔停止气液两相进料后，经足够长时间排出的液体量。2、气体通过填料的压降空塔气速:气体体积流量与塔截面积之比定义为空塔气速u，单位为m/s。1)当液体喷淋量一定时，气速不大，压降与气速的关系线与干填料层时的压降与气速关系线几乎平行，斜率仍为1.8,2。2)当气速增加到一定程度时，压降随气速变化关系线的斜率大于2，压降随气速变化剧烈的第一个转折点A、A、A称为载点，对应的气速为载点气速。1233)当气速再进一步增加时，超过某一极限值，液体不能顺利向下流动，此现象为液泛。此时压降与气速近似成垂直线关系，出现第二个转折点，该点为泛点。泛点是填料塔操作的上限，泛点对应的气速为泛点气速。3、泛点气速泛点气速通过埃克特(Eckert)通用关联图来求取。气体流速正常的操作范围是载点气0.8倍。速到泛点气速之间。通常操作气速为泛点气速的0.6,三、填料塔的附件1、支承板;2、液体分布器;、液体再分布器;34、除沫器。四、填料塔的操作与调节1、操作要点1)吸收塔开车时应先进吸收剂，待其流量稳定后，再将混合气体送入塔中。2)注意液流量的稳定，避免操作中出现波动。吸收剂用量过小，会使吸收速率降低;过大又会造成操作费用的浪费。3)掌握好气体的流速，气速太小(低于载点气速),对传质不利。若太大，达到液泛气速，液体被气体大量带出，操作不稳定。4)经常检查气体出口的雾沫夹带情况，大量的雾沫夹带会造成吸收剂的浪费，造成管路堵塞。5)经常检查塔内操作温度。低温有利于吸收，温度过高要进行必要的降温。6)填料塔使用一段时间后，应对填料进行清洗，避免填料粘结和堵塞。7)停车时应先停混合气体，再停吸收剂，长期不操作时应将塔内液体卸空。2、工艺指标的调节1)温度吸收温度对塔的吸收率影响很大。吸收剂的温度降低，气体的溶解度增大，溶解度系数增大。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力将减小，结果使吸收效果良好，Y降低，传质推动力增大。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，2基本不变，但传质推动力增大，吸收效果同样变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，使吸收总效果变好，溶质回收率增大。2)压力提高操作压力，可以提高混合气体中溶质组分的分压，增大吸收的推动力，有利于气体吸收。但压力过高，操作难度和生产费用会增大，因此，吸收一般在常压下操作。若吸收后气体在高压下加工，则可采用高压吸收操作，既有利于吸收，又有利于增大吸收塔的处理能力。3)气体流量在稳定的操作情况下，当气速不大，液体作层流流动，流体阻力小，吸收速率很低;当气速增大为湍流流动时，气膜变薄，气膜阻力减小，吸收速率增大;当气速增大到液泛速度时，液体不能顺畅向下流动，造成雾沫夹带，甚至造成液泛现象。因此。稳定操作流速，是吸收高效、平稳操作的可靠保证。对于易溶气体吸收，传质阻力通常集中在气侧，气体流量的大小及其湍动情况对传质阻力影响很大。对于难溶气体，传质阻力通常集中在液侧。此时气体流量的大小及湍动情况虽可改变气侧阻力，但对总阻力影响很小。4)吸收剂用量改变吸收剂用量是吸收过程最常用的方法。当气体流量一定时，增大吸收剂流量，吸收速率增大，溶质吸收量增加，气体的出口浓度减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增大液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增大主要是由于传质推动力的增加而引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增大吸收剂流量，传质系数大幅增加，传质速率增大，溶质吸收量增大。5)吸收剂入塔浓度X吸收剂入塔浓度升高，使塔内的吸收推动力减小，气体出口浓度2Y升高。吸收剂的再循环会使吸收剂入塔浓度提高，对吸收过程不利。但有时采用吸收剂2再循环可能有利，例如当新鲜吸收剂量过小以致不能满足良好润湿填料的要求时，采用吸收剂再循环，推动力的降低可由有效比表面积α和体积传质系数Kα的增大得到补偿，吸收Y效果好;某些有显著热效应的吸收过程，吸收剂经塔外冷却后再循环可降低吸收剂的温度，相平衡常数减小，全塔吸收推动力有所提高，吸收效果好。