填料層的壓降
填料層的壓降在逆流操作的填料塔中,從塔頂噴淋下來的液體,依靠重力在填料表面成膜狀向下流動,上升氣體與下降液膜的摩擦阻力形成了填料層的壓降。填料層壓降與液體噴淋量及氣速有關,在一定的氣速下,液體噴淋量越大,壓降越大;在一定的液體噴淋量下,氣速越大,壓降也越大。將不同液體噴淋量下的單位填料層的壓降DP/Z與空塔氣速u的關系標繪在對數坐標紙上,可得到如圖所示的曲線簇。
在圖中,直線0表示無液體噴淋(L=0)時,干填料的△P/Z~u關系,稱為干填料壓降線。曲線1、2、3表示不同液體噴淋量下,填料層的△P/Z~u關系,稱為填料操作壓降線。
從圖中可看出,在一定的噴淋量下,壓降隨空塔氣速的變化曲線大致可分為三段:當氣速低于A點時,氣體流動對液膜的曳力很小,液體流動不受氣流的影響,填料表面上覆蓋的液膜厚度基本不變,因而填料層的持液量不變,該區域稱為恒持液量區。此時△P/Z~u為一直線,位于干填料壓降線的左側,且基本上與干填料壓降線平行。當氣速超過A點時,氣體對液膜的曳力較大,對液膜流動產生阻滯作用,使液膜增厚,填料層的持液量隨氣速的增加而增大,此現象稱為攔液。開始發生攔液現象時的空塔氣速稱為載點氣速,曲線上的轉折點A,稱為載點。若氣速繼續增大,到達圖中B點時,由于液體不能順利向下流動,使填料層的持液量不斷增大,填料層內幾乎充滿液體。氣速增加很小便會引起壓降的劇增,此現象稱為液泛,開始發生液泛現象時的氣速稱為泛點氣速,以uF表示,曲線上的點B,稱為泛點。從載點到泛點的區域稱為載液區,泛點以上的區域稱為液泛區。
應予指出,在同樣的氣液負荷下,不同填料的△P/Z~u關系曲線有所差異,但其基本形狀相近。對于某些填料,載點與泛點并不明顯,故上述三個區域間無截然的界限。
