霧沫夾帶原理

上升氣流以霧沫的形式帶走液體的現(xiàn)象。通常指板式塔中塔板上的液體被上升氣體(或蒸氣)帶往上一塊塔板。當(dāng)氣體自下而上穿過塔板上的液層時(shí)，液體在氣流的作用下生成了霧滴。在氣流上升過程中，較大的液滴在重力作用下返回液層，較小的霧沫被氣(汽)流帶至上層塔板。霧沫夾帶造成液體在塔板間的返混，從而使分離效率下降。

霧沫夾帶的程度,常用霧沫夾帶量(每kg氣體夾帶的液體kg數(shù))或霧沫夾帶分率〔霧沫夾帶量/(液流量+霧沫夾帶量)〕表示，它主要與氣體流速、液氣比、氣液密度、表面張力、塔板結(jié)構(gòu)、塔板間距，及液層高度等因素有關(guān)。物系和塔板結(jié)構(gòu)一定時(shí)，板間距對(duì)霧沫夾帶量影響很大。在設(shè)計(jì)板式塔時(shí)，必須對(duì)氣速、板間距和板效率三者作綜合考慮，將霧沫夾帶量控制在規(guī)定限度內(nèi)。

在填充塔、噴淋塔等氣液傳質(zhì)設(shè)備中，液體由塔頂分布器噴出時(shí)，所產(chǎn)生微細(xì)液滴也會(huì)被出口氣體帶走。這種現(xiàn)象也是霧沫夾帶。此時(shí)可設(shè)置除沫裝置以捕集液滴。

霧沫夾帶指塔板上的液體以霧滴形態(tài)被氣流夾帶到上一塔板的現(xiàn)象，也包括液滴被氣流帶出設(shè)備(如蒸發(fā)器)等。塔板上的霧沫夾帶會(huì)造成液相在板間的返混，將減小傳質(zhì)推動(dòng)力而降低板效率。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成液泛，故對(duì)夾帶量有一定的限制。通常要求霧沫夾帶量ev<0.1。影響夾帶量大小的主要因素是氣速和分離空間，對(duì)篩板有Hunt等人得出的經(jīng)驗(yàn)式:σ為表面張力，dyn/cm;HT為塔板間距，m;hf為泡沫層高，m，取為清液層高的2.5倍;WG=Vs/(AT-Af)為液層上的氣速，m/s;Vs為氣體流量，m3/s;AT為塔截面，m2;Af為降液管截面，m2。上式適用于WG/(HT-hf)<12之時(shí)。對(duì)其他類型的塔板亦分別有其相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法。

顯然，霧沫夾帶的產(chǎn)生會(huì)降低傳質(zhì)效率。為了保持較高的傳質(zhì)效率，我們通?？刂旗F沫夾帶量e(以公斤/公斤蒸氣計(jì))大于10%，與此相應(yīng)的氣速即為負(fù)荷上限。

當(dāng)觀察分析塔板上氣、液接觸情況發(fā)現(xiàn)，至氣體在液層中鼓泡，氣泡不斷地形成和破裂過程中所產(chǎn)生的大量液沫、以不同初速被拋濺到液層上方空間的某一高度，然后大液滴很快落回液層，而小液滴隨氣流上升，在上升過程中還回有部分小液滴由于互相碰撞而合并聚結(jié)成較大的液滴落回流層，一部分小液滴被氣流夾帶至上層塔板。液滴在氣流中受力和運(yùn)動(dòng)狀況是相當(dāng)復(fù)雜的。當(dāng)空塔氣速大于液滴的沉降速度時(shí)，液滴就被帶出。液滴拋濺的垂直高度愈高、量愈大，擬造成霧沫夾帶的可能性就愈大。

霧沫夾帶是指隨著塔壓的提高，物料被帶到上一塊塔板。如霧沫夾帶量百分之十時(shí)塔頂重組分濃度升高，塔壓變大。

《泡沫噴霧滅火裝置(GA 834-2009)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。