4.5 传质设备.ppt

1、板式塔和填料塔,干燥设备,塔设备是一种应用极为广泛的气液、液液传质设备，主要应用于化工、医药等行业中的吸收、精馏、萃取等工段。,按接触方式可分： 连续接触式（填料塔） 逐级接触式（板式塔）,板式塔,在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。,板式塔,填料塔,在圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后

2、自塔底排出；气体则在压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高连续变化。,填料塔,生产能力大，弹性好。 满足工艺要求，分离效率高。 运转可靠性高，操作、维修方便。 结构简单，加工方便，造价较低。 塔压降小。对于真空塔或要求压降低的塔来 说，压降小的意义更为明显。,抓住主要矛盾，最大限度地满足工艺要求。,塔型的选择,塔型选择基本原则,板式塔和填料塔的比较,塔型的选择,分离程度要求高时，采用新型填料可降低塔高。 真空操作及热敏物料分离时，采用新型填料可减小压降。 处理腐蚀性物料时，可采用非金属材料填料塔。 处理易发泡物料时，采用填料塔减少

3、发泡危险。 有毒或易燃物系需维持较小的液量，适于采用填料塔。 塔径小于0.7m时，选用填料塔。,优先选择填料塔的情况,塔型的选择,进料浓度变化较大时，适于采用板式塔。 液相负荷较小时，适于采用板式塔。 对易结垢、有结晶或少量固体颗粒的物料，板式塔堵塞的危险性小。 对于需要设置内部换热元件或需要多个侧线进料或出料口时，板式塔结构易于实现。 板式塔安装、检修、清洗方便。 高压操作时，塔内气液比过小，多采用板式塔。,优先选择板式塔的情况,塔型的选择,板式塔设计程序,(1) 汇总设计参数和物性数据。 (2) 选择塔板类型。 (3) 确定塔板数。 (4) 确定塔体和塔板主要工艺尺寸。 (5) 塔板流体力

4、学验算，绘塔板负荷性能图。 (6) 塔附属装置设计。 (7) 绘制塔设备设计条件图。,填料塔设计程序,(1) 汇总设计参数和物性数据。 (2) 选择填料类型。 (3) 确定塔径和填料层高度。 (4) 计算填料层压降。 (5) 塔内部构件的选择与设计。 (6) 绘制塔设备设计条件图。,分类：,按热量供给方式分为传导、对流、介电、红外。,按操作方式分为连续式和间歇式。,常用干燥器：,厢式（间歇）干燥器,平行流式厢式干燥器 物料填装厚度达20-30mm，风速0.53m/s，蒸发强度0.121.5kgH2O/(hm2)。,穿流式厢式干燥器 风速0.6-1.2m/s，料层高50-70mm，对于特别疏松物

5、料，可填装高度达300-800mm，蒸发强度为24kgH2O/(hm2)盘表面积，干燥速度为平行流式的3-10倍。,厢式（间歇）干燥器,常用干燥器：,真空厢式干燥器 传热方式大多用间接加热、辐射加热、红外加热或感应加热等。间接加热是将热水或蒸汽通入加热夹板，再通过传导加热物料，箱体密闭在减压状态下工作，热源和物料表面之间传热系数1217W/(m2K)。,厢式（间歇）干燥器,常用干燥器：,热风循环烘箱 利用蒸汽和电为热源，通过加热器加热，使大量热风在箱内进行热风循环，不断补充新风，不断排除湿热空气，使厢内物料的水分逐渐减少。,厢式（间歇）干燥器,常用干燥器：,带式干燥器,物料移动型干燥器。分平行

6、流和穿流两类，穿流式使用较多，主要用于片状、块状、粒状物料，不适于粉末状物料。,常用干燥器：,带式干燥器,常用干燥器：,喷雾干燥器,常用干燥器：,气流干燥器,主要由空气加热器、加料器、干燥管、旋风分离器、风机等设备组成。,常用干燥器：,气流干燥器,特点：干燥时间短、适用于热敏性物料、设备简单、处理能力大、易实现自动化和连续生产、设备磨损较大、对含结合水的物料效率显著降低。,运行参数： 操作温度150600 排风温度80120 产品物料温度6090 干燥时间0.52s 管内气速1030m/s 全系统气阻压降约3.43kPa 体积传热膜系数13207000W/(m2K),常用干燥器：,流化床干燥器

7、,旋转闪蒸流化床干燥器 能将膏黏状、滤饼状物料直接干燥成粉粒状的连续干燥设备。结构主要包括混合加料器、干燥室、搅拌器、加热器、鼓风机、旋风分离器、布袋除尘器、引风机等。能把膏糊状物料在10400s内迅速干燥成粉粒产品，占地小、投资省，干燥强度达400960kgH2O/(m2h)，热容量系数可达23007000 W/(m2K)。,常用干燥器：,流化床干燥器,旋转闪蒸流化床干燥器,常用干燥器：,干燥设备的选型与计算：,选型原则,干燥设备的操作性能必须适应被干燥物料的特性，满足干燥产品质量要求，符合安全、环境和节能要求。干燥器的选型要从被干燥物料的特性、产品质量要求等方面着手。,选型原则,（1）与干燥操作有关的物料特性,物料形态 物料的物理性能 物料的热敏性能 物料与水分结合状态,干燥设备的选型与计算：,选型原则,（2）对产品品质的要求,产品外观形态 产品终点水分的含量和干燥均匀性 产品品质及卫生规格,（3）使用者所处地理环境及能源状况的考虑,（4）其他方面的考虑，如产品