微分接触传质设备differential contact mass transfer equipment
在微分接触传质设备中,相互接触的两相可以是逆流流动,也可以是并流流动。从传质速率考虑,逆流操作的平均推动力(即平均浓度差)大于并流。从分离效果考虑,并流操作只能接近一个理论级,而逆流操作可达到更高的分离程度。因此,微分接触传质设备通常采用逆流操作。然而逆流操作设备的通过能力受液泛的限制,并流操作不存在液泛问题。为提高设备的通过能力,对于过程推动力与流向基本无关的某些分离操作(如化学吸收)或十分容易分离的物系,宜采用并流操作。
逆流操作的微分接触传质设备的设计计算,主要是确定其直径和两相接触传质段高度(如填充塔中的填料层高度)。根据数据来源,可从下列两式中选用一式来计算接触传质段高度H:
H=(NTU)M·(HTU)M
H=NT·hT
式中(NTU)M和(HTU)M分别为传质单元数和传质单元高度;NT与hT分别为理论级数和理论级当量高度(见理论级)。传质单元数和理论级数可从所要求的分离程度和传质推动力算出;传质单元高度和理论级当量高度由实验测定。塔径D取决于选定的连续相空塔流速u和给定的流量v,按下式计算:
空塔流速 u须在综合考虑连续相允许压力降、操作费用和设备投资等因素后决定,其上限是泛点速度uf(见液泛),对于填充塔通常取u=0.8uf。
在气固和液固传质设备中,固相是吸附剂或离子交换剂,在柱式设备内堆成床层,与通过的流体进行扩散传质。在移动床传质设备中,进行的是定态逆流传质过程;在固定床传质设备中,固相是静止的,进行的是非定态的半连续操作。这类设备的设计计算,多用经验方法,通常按实验得出的传质带(即吸附带或交换带)长度,来计算设备的各项尺寸。
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