化工设备简介——塔设备
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塔第一节:概述一、塔设备在炼油厂中的作用在炼油、化工及轻工业生产中,气、液两相直接接触进行传质传热的过程是很多的,如精馏、吸收、解吸、萃取等。
这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下,在一定的设备内完成的。
由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备;从外形上看这些设备都是竖直安装的圆桶形容器,形如“塔”,故习惯上称其为塔设备。
塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜的条件,即充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而起到相际间质量和热量交换的目的,实现工艺所要求的生产过程,生产出合格产品。
所以塔设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等方面都有重大的影响。
塔设备的投资费用及钢材消耗仅次于换热设备。
据统计,在化工和石油化工生产装置中,塔设备的投资费用占全部工艺设备总投资的25.39%,在炼油和煤化生产装置中占34.85%;其所消耗的钢材重量在各类设备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备耗用钢材重量占45.5%,年产120万吨催化裂化装置中占48.9%,年产30万吨乙烯装置中占25~28.3%。
可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一,它的设计、研究、使用对化工、炼油等工艺的发展起着重大的作用。
二、塔设备的分类及一般构造随着炼油、化工生产工艺的不断改进和发展,与之相适应的塔设备也形成了形式繁多的结构和类型,以满足各种特定的工艺要求。
为了便于研究和比较,人们从不同的角度对塔设备进行分类。
如按工艺用途分类,按操作压力分类,也可按其内部结构进行分类。
(一)按用途分类1.精馏塔利用液体混和物中各组分挥发度的不同来分离其各液体组分的操作称为蒸馏,反复多次蒸馏的过程称为精馏,实现精馏操作的塔设备称为精馏塔。
如常减压装置中的常压塔、减压塔,可将原油分离为汽油、煤油、柴油以及润滑油等。
第六章塔设备第一节塔设备的应用及类型一、塔设备应用在炼油、化工、轻工及医药等工业生产中,气、液或液、液两相直接接触进行传质传热的过程是很多的,如精馏、吸收、萃取等,这些过程都是在一定的设备内完成的。
由于过程中介质相互间主要发生的是质量的传递,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备,从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器,高径比较大,形状如“塔”,故习惯上称其为塔设备。
塔设备为气、液或液、液两相进行充分接触创造了良好的条件,使两相有足够的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而达到相际间质量和热量传递的目的,实现工艺要求。
所以塔设备的性能对整个装置的产品质量、生产能力、消耗定额和环境保护等方面都有着重大的影响。
在化工和石油化工生产装置中,塔设备的投资费用约占全部工艺设备总投资的25%,在炼油和煤化工生产装置中约占35%;其所消耗的钢材重量在各类工艺设备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备耗用钢材重量约占45%,年产30万吨乙烯装置中约占27%。
可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一,它的设计、研究、使用对炼油、化工等工艺的发展起着重要的作用。
二、塔设备的一般要求工业生产上对于塔设备具有一定的要求,概括起来有下列几个方面。
(1)生产能力要大,即单位塔截面上单位时间内的物料处理量要大。
(2)分离效率要高,即达到规定分离要求的塔高要低。
(3)操作稳定,弹性要大,即允许气体和(或)液体负荷在一定的范围内变化,塔仍能正常操作并保持较高的分离效率。
(4)对气体的阻力要小,这对于减压蒸馏尤为重要。
(5)结构简单,易于加工制造,维修方便,耐腐蚀等。
任何塔设备都难以满足上述所有要求,因此必须了解各种塔设备的特点并结合具体的工艺要求,抓住主要矛盾以选择合适的塔型。
三、塔设备的分类从不同的角度认识塔设备有不同的类型。
按工艺用途可分为精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥塔、洗涤塔等;按操作压力可分为常压塔、加压塔和减压塔;按内部构件的结构可分为板式塔和填料塔两大类。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。
因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。
根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。
板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。
液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。
气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。
目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。
蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。
本章重点介绍板式塔的塔板类型,分析操作特点并讨论浮阀塔的设计,同时还介绍各种类型填料塔的流体流体力学特性和计算。
第1节板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备。
在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。
气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便3.1.1塔板类型按照塔内气液流动的方式,可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板:塔内气液两相成错流流动,即流体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层,但对整个塔来说,两相基本上成逆流流动。
错流塔板降液管的设置方式及堰高可以控制板上液体流径与液层厚度,以期获得较高的效率。
但是降液管占去一部分塔板面积,影响塔的生产能力;而且,流体横过塔板时要克服各种阻力,因而使板上液层出现位差,此位差称之为液面落差。
塔设备简介及其应用塔设备是一类塔形的化工设备。
具有一定形状(截面大多是圆形)、一定容积、内外装置一定附件的容器。
用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触,并促进其相互作用,以完成化学工业中热量传递和质量传递过程。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
经过长期发展, 形成了型式繁多的结构, 以满足各方面的需要。
为了便于研究和比较, 人们从不同的角度对塔设备进行分类。
按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔。
用以实现蒸馏和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。
这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会, 使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行, 还要能够使接触之后的气、液两相及时分开, 互不夹带。
也有按形成相际接触面的方式和按塔釜型式分类的; 但是, 最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类, 人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料, 细分为多种塔型。
一、板式塔板式塔内沿塔高装有若干层塔板( 或称塔盘) , 液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底, 并在各块板面上形成流动的液层; 气体则靠压强差推动, 由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气、液两相在塔内逐级接触, 两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
板式塔结构见图1。
其液体是连续相而气体是分散相,借助于气体通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。
板式塔反应器适用于快速和中速反应过程,具有逐板操作的特点。
由于采用多板,可将轴向返混降到最低,并可采用最小的液体流速进行操作,从而获得极高的液相转化率。
气液剧烈接触,气液相界面传质和传热系数大,是强化传质过程的塔型。
因此适用于传质过程控制的化学反应过程。
板间可设置传热构件,以移出和移入热量。
缺点是:反应器结构复杂,气相流动压降大,且塔板需要用耐腐蚀材料制作。
按照塔内气、液流动方式, 可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
传质过程及塔设备介绍1. 传质过程简介传质是指物质在两相界面上的传递过程,即在两个相互接触的相中,从一个相传递到另一个相的物质传递。
在化工过程中,传质过程是非常重要的,它涉及到多种物质的拆分、合成、分离等操作。
传质过程的效率直接影响到化工过程的效果和经济性。
一般来说,传质过程包括质量传递和热量传递两个方面。
质量传递是指物质的传递,而热量传递是指通过传热介质的传递。
传质过程的方式有多种,常见的包括扩散、对流、吸附等。
传质过程在化工工艺中有广泛的应用,例如在化学反应中的溶解、吸附过程中的质量传递、萃取过程中的相互传质等。
在化工过程设计中,正确选择传质方式以及相应的设备,对于提高化工过程的效率和经济性至关重要。
2. 塔设备介绍在化工过程中,塔设备是实现传质过程的关键设备之一。
不同的传质过程需要采用不同的塔设备,下面介绍几种常见的塔设备。
2.1 吸收塔吸收塔是一种用于气液吸收的设备。
其原理是通过将气体通过填充物与液体相接触,使气体中的物质被液体吸收。
吸收塔在化工过程中应用广泛,例如石油化工中的气体脱硫、环保领域中的废气处理等。
2.2 萃取塔萃取塔是一种用于液体相萃取的设备。
其原理是通过将萃取剂与待处理液体相接触,使其中的特定组分被相对亲和力更强的萃取剂萃取出来。
萃取塔在化工过程中常用于提取纯度高的物质或分离混合物中的不同组分。
2.3 脱硫塔脱硫塔是一种用于脱除硫化物的设备,在石油化工等领域广泛应用。
其原理是通过将硫化物所在气体与溶液相接触,使硫化物被溶液吸收,从而达到脱硫的效果。
脱硫塔在燃煤电厂、石油炼制等领域中起着重要作用。
2.4 蒸馏塔蒸馏塔是一种用于液体蒸馏的设备。
其原理是将混合液体加热至其中的组分沸腾,然后凝结回液体,通过蒸馏塔的不同区域实现组分之间的分离。
蒸馏塔在化工领域广泛应用,例如在石油炼制中提炼石油产品时的分馏过程中就需要使用蒸馏塔来分离不同碳链长度的烃类化合物。
3. 总结传质过程是化工过程中非常重要的一环,在许多操作中都扮演着关键角色。
化工原理塔的种类有哪些化工原理塔是化工过程中常用的分离设备,根据不同的分离原理和工艺要求,化工原理塔可以分为以下几种主要类型:1. 萃取塔:萃取塔是一种基于相互溶解性的分离装置,通常用于从混合物中提取有机物或无机物。
常见的萃取塔包括液液萃取塔和气液萃取塔等。
2. 吸收塔:吸收塔是一种通过将气体或液体溶质转移到吸收剂中来分离成分的设备。
其主要应用于气体洗涤、脱硫、脱醇、脱碳等工艺中。
常见的吸收塔包括气液吸收塔、气固吸收塔等。
3. 精馏塔:精馏塔是一种将混合物中的组分通过不同的沸点分离的设备。
它以沸点差异为基础,通过加热混合物并利用分馏技术来实现挥发性组件的分离。
常见的精馏塔有板式精馏塔和填料式精馏塔等。
4. 吐水塔:吐水塔是一种主要用于溶解气体或挥发性组分的半密封设备。
它通过将气体逐渐加湿,使水分子吸附气体分子而得以分离。
常见的吐水塔有湿式吐水塔、旋流式吐水塔等。
5. 吸附塔:吸附塔是通过固体吸附剂对混合物中的有机或无机组分进行吸附分离的设备。
通过将混合物经过吸附剂层,利用吸附剂的选择性吸附能力来分离不同成分。
常见的吸附塔包括气固吸附塔和液固吸附塔等。
6. 脱水塔:脱水塔是一种用于除去混合物中的水分的设备。
其通过利用水与其他成分的溶解度差异或蒸汽压差异,将混合物中的水分离出来。
常见的脱水塔有湿型脱水塔和干型脱水塔等。
7. 结晶塔:结晶塔是一种用于从溶液中结晶出纯净晶体的设备。
它通过提供充分的冷却和浓缩条件,使溶液中的溶质超过其溶解度,从而进行结晶分离。
常见的结晶塔有冷却结晶塔和真空晶体塔等。
8. 干燥塔:干燥塔是一种用于从湿物料中去除水分的设备。
其通过将湿物料暴露在高温或低压条件下,利用蒸发和扩散的原理将水分蒸发和排除。
常见的干燥塔包括干燥剂干燥塔和喷雾干燥塔等。
总之,化工原理塔的种类多种多样,每种塔的原理和工艺均有所不同,根据具体的分离需求和工艺要求选择适合的塔型对于提高分离效率和产品质量具有重要意义。
化工设备知识培训–塔设备基础知识一、塔设备概述塔设备是化工生产中常见的一种设备,它主要用于气体或液体的分离、净化和反应。
塔设备的主要组成部分包括塔底、塔体、塔顶以及进出料管道等。
二、塔设备的分类塔设备根据不同的工作原理和结构形式可以分为多种类型,常见的塔设备包括萃取塔、吸收塔、吸附塔、蒸馏塔等。
2.1 萃取塔萃取塔主要用于分离混合物中的有机物质,它通过溶剂将混合物中的目标组分分离出来。
萃取塔一般由填料、萃取液进入装置和混合物进入装置的管道等组成。
2.2 吸收塔吸收塔主要用于气体吸收液体中的溶质,常用于气体净化和气体分离过程中。
吸收塔的主要组成部分包括填料、入口喷头、气体进出口口和液体进出口等。
2.3 吸附塔吸附塔主要用于吸附物质的分离和净化,常见的应用是通过将固体吸附剂与流体接触,将流体中的目标分子吸附在吸附剂表面或孔隙中。
吸附塔的主要组成部分包括填料、进出料管道、吸附剂装置等。
2.4 蒸馏塔蒸馏塔主要用于对混合液进行精馏,根据组分的沸点差异,将混合液分离为不同的组分。
蒸馏塔的主要组成部分包括塔壳、塔盘、回流管、塔顶和塔底等。
三、塔设备的工作原理塔设备的工作原理主要有物理吸附、化学反应、萃取、吸收和蒸馏等几种。
3.1 物理吸附物理吸附是指分子或离子间的相互作用力使之附着在固体表面。
物理吸附主要是靠分子之间的范德华力和静电作用力实现的。
3.2 化学反应化学反应是指通过化学变化达到分离、净化或反应的目的。
化学反应一般需要适当的温度和压力条件下进行。
3.3 萃取萃取是指通过溶剂将混合物中的目标组分分离出来。
萃取过程中,溶剂与混合物中的物质之间发生物理或化学作用,将目标组分转移到溶剂中。
3.4 吸收吸收是指气体通过与液体接触,将气体中的溶质吸附到液体中的过程。
吸收过程中,气体与液体之间发生物理或化学作用,使溶质从气体相转移到液体相。
3.5 蒸馏蒸馏是指利用混合液中不同组分的沸点差异,通过加热使其中的易挥发组分先蒸发,然后冷凝为液体,从而实现混合液的分离。
化工塔设备的名词解释随着工业的发展,化工塔设备在许多工业领域中扮演着重要的角色。
化工塔设备是一种用于物质分离、净化和反应的设备,在各种化学工艺中都有广泛的应用。
为了更好地理解化工塔设备的相关概念和操作原理,本文将进行一系列的名词解释。
一、化工塔设备的基本构造化工塔设备是由塔壳、填料、进料装置、出料装置和废料处理装置等组成的。
塔壳是承载和支撑各种装置和填料的主要部件,通常由耐酸碱、耐高温材料制成,以确保塔内环境的稳定和安全。
填料是塔内必不可少的组件,它起到增加物料表面积、提高传质效果和防止流动液体直接降落的作用。
进料装置和出料装置则负责将物料导入和导出塔内,在塔内流动和传输中发挥关键作用。
废料处理装置用于处理塔内产生的废料和副产物,保证生产过程的环保和可持续发展。
二、化工塔设备的主要功能1. 分离功能:化工塔设备主要用于分离混合物中的不同组分,根据不同的物理和化学特性,通过调节操作参数和使用适当的填料,实现混合物的分离和纯化。
分离可以包括液体-液体、气体-液体、气体-气体等不同相的分离。
2. 反应功能:化工塔设备还可用于化学反应过程。
通过向塔内加入适当的反应物和触媒,在适当的操作条件下,实现化学反应的进行。
反应可以是气-液相界面的反应,也可以是液-液相界面的反应。
3. 净化功能:化工塔设备被广泛应用于工业废气和废水的处理和净化。
通过塔内的吸收、吸附、脱附、分解等过程,将废气和废水中的有害物质去除或转化为无害的物质,实现废气废水的净化和环境保护。
三、化工塔设备中常见的名词解释1. 塔效(Tower Efficiency):塔效是衡量塔设备分离效果的指标,通常用分离效果的提高程度表示。
塔效的提高可以通过增加塔体高度、改善填料性能、调整进出料装置等方式来实现。
高塔效能有效提高化工塔设备的生产效率和产品质量。
2. 塔温(Tower Temperature):塔温是指化工塔设备内部的温度,塔温对于塔内的化学反应、分离效果和装置运行状态起着重要的影响。
塔设备应用于化工的概述塔设备是化工生产中必不可少的装置之一,主要用于对混合物进行分离、焦化、精馏、吸收、混合和反应等实验操作。
塔设备广泛应用于石油、化工、精细化工、冶金、医药、环保和食品制造等领域,是化工生产过程中重要的分离和转化反应设备之一。
目前,塔设备的种类较为广泛,如板式塔、填料塔、膜式塔、萃取塔、反应塔等。
这些塔设备在不同的化工过程中扮演着不同的角色,可以说是一个化工工程项目中必不可缺的设备之一。
在石油化工领域,主要利用塔设备进行石油分馏和裂化反应等过程。
例如,在炼油厂中,蒸馏塔是炼油过程中必不可少的设备之一,用于将原油分离出各种油品。
而在石化中,化工原料的物理和化学变化是通过各种反应塔和分离塔来实现的。
催化剂和氢气等再生剂被注入反应器,以控制反应,生成新的产品。
反应产物经过进一步的处理和分离,可以得到所需的产品。
在化工生产过程的环保处理中,塔设备也起到了重要的作用。
例如,在酸性气体处理中,吸收塔可用于去除废气中的有害气体,净化环境。
而在有机废气的处理中,也常常用到膜式吸收器进行吸收处理。
其实现原理是通过在塔内使用吸收液和吸收空气,让有机废气分子与吸收液分子接触,从而实现分离和分解。
除此之外,在医药和食品工业中,塔设备也广泛地应用。
例如在药品制造中,利用萃取塔对植物药材进行提取等操作。
而在食品工业中,利用塔设备进行分离、高温加热、组合和制造等操作。
利用塔设备的优越性能,提高了化工企业的生产效率,并且大大提高了产品质量,满足了广大消费者的需求。
总的来说,塔设备在化工领域中应用十分广泛。
它们可以扮演催化反应、分离、吸收、组合等不同的角色,使化工过程更加高效、环保和经济。
未来,随着科技不断改进和更新,塔设备的技术水平也会不断提高,为化工生产进一步提供更优异的工业解决方案。
•化工行业设备大体分为动设备和静设备静设备包括塔器、换热器、反应器、工业管式炉、气柜、储罐等,又称“化工设备”。
•动设备是指有驱动机带动的转动设备(亦即有能源消耗的设备),如压缩机、风机、离心机、泵等。
即“三机一泵”。
又称“化工机器”。
塔设备通过其内部构件使气(汽)-液相或液-液相之间的充分接触,从而使不同相之间进行质量传递和热量传递。
塔设备完成的单元操作通常有:精馏、吸收、解吸、萃取等,也可以进行介质冷却,气体的净制与干燥以及增湿等。
是化工、石油、生物、制药等生产过程中广泛采用的设备。
化工生产对塔设备提出的要求:•①工艺性能好——塔设备要使气、液两相尽可能充分接触,具有较大的接触面积和分离空间,以获得较高的传质效率。
•②生产能力大——在满足工艺要求的前提下,要使塔截面上单位时间内物料的处理量大。
•③操作稳定性好——当气液负荷产生波动时,仍能维持稳定、连续操作,且操作弹性好。
化工生产对塔设备提出的要求:•④能量消耗小——要使流体通过塔设备时产生的阻力小、压降小,热量损失少,以降低塔设备的操作费用。
•⑤结构合理——塔设备内部结构既要满足生产的工艺要求,又要结构简单、便于制造、检修和日常维护。
•⑥选材要合理——塔设备材料要根据介质特性和操作条件进行选择,既要满足使用要求,又要节省材料,减少设备投资费用。
•⑦安全可靠——在操作条件下,塔设备各受力构件均应具有足够的强度、刚度和稳定性,以确保生产的安全运行。
•上述各项指标的重要性因不同设备而异,要同时满足所有要求很困难。
因此,要根据传质种类、介质的物化性质和操作条件的具体情况具体分析,抓住主要矛盾,合理确定塔设备的类型和内部构件的结构形式,以满足不同的生产要求。
•塔设备的种类很多,常见的分类:⑴按操作压力分为加压塔、常压塔及减压塔⑵按单元操作分为精馏塔、吸收塔、萃取塔、反应塔等。
⑶按塔内气、液接触构件的结构分为板式塔和填料塔。
•目前工业生产中应用最广泛的是填料塔和板式塔。
填料塔是一种常用的气、液传质设备。
它结构简单,塔内装有填料,其作用是使向下流动的液体与向上逆流的气体在填料层中充分接触达到传质的目的。
填料塔造价低,阻力小,具有良好的耐腐蚀性能。
•在生产中,当生产量较大时,一般采用板式塔。
在板式塔中,塔内设有许多块塔盘,相邻两块塔盘有一定的距离,气、液两相传质就在塔板上进行。
板式塔具有单位处理量大,分离效果好、重量轻、清理检修方便等特点。
•无论是填料塔还是板式塔,大体上都是由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及塔的内件等组成。
1 塔体塔体即塔设备的外壳,常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。
塔设备通常安装在室外,因而塔体除了承受一定的操作压力(内压或外压)、温度外,还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。
此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。
2 支座塔体支座是塔体与基础的连接结构。
因为塔设备较高、重量较大,为保证其足够的强度及刚度,通常采用裙式支座(简称“裙座”)。
裙座分为圆筒形和圆锥形两种。
3 人孔和手孔为安装、检修、检查等需要,往往在塔体上设置人孔或手孔。
不同的塔设备,人孔或手孔的结构及位置等要求不同。
4 接管为用于连接工艺管线,使塔设备与其他相关设备相连接。
按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。
5 除沫器为用于捕集夹带在气流中的滴。
除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。
6 吊柱安装于塔顶,主要用于安装、检修时吊运塔内件。
板式塔是一种逐级(板)接触的气液传质设备。
塔内以塔板为基本构件,气体自塔底以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气-液相密切接触而进行传质传热,两相的浓度呈阶梯式变化。
板式塔类型的不同,在于其中的塔板结构不同,常见的主要类型有:泡罩塔、筛板塔、浮阀塔等。
工作原理:正常工作时,液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出;气体在压差推动下,经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出,在每块塔板上皆储有一定的液体,气体穿过时两相接触进行传质。
1 泡罩塔是工业应用最早的板式塔,而且在相当长的一段时期内是板式塔中较为流行的一种塔型。
泡罩塔盘的结构主要由泡罩(气液接触元件)、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成。
泡罩塔的优点:操作弹性大,因而在负荷波动范围较大时,仍能保持塔的稳定操作及较高的分离效率;气液比的范围大,不易堵塞等。
泡罩塔的缺点:结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。
目前,只是在某些情况如生产能力变化大,操作稳定性要求高,要求有相当稳定的分离能力等要求时,可考虑使用泡罩塔。
2 筛板塔也是应用历史较久的塔型之一,与泡罩塔相比,筛板塔结构简单,筛板塔结构及气液接触状况如下图所示。
筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部分。
优点缺点(你发的ppt里面有)3 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔,每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片,阀片本身连有几个阀腿,插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°,以限制阀片升起的最大高度,并防止阀片被气体吹走。
阀片周边冲出几个略向下弯的定距片,当气速很低时,由于定距片的作用,阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上,在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。
优点,缺点(你发的ppt里面有)填料塔属于微分接触型的气液传质设备。
塔内以填料为气液接触和传质的基本元件。
液体在填料表面呈膜状自上而下流动,气体呈连续相自下而上与液体做逆流流动,并进行气液两相间的传质与传热。
两相的浓度或温度沿塔高呈连续变化。
工作原理:操作时,液体自塔上部进入,并通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上,并在填料表面呈膜状流下;气体自塔下部进入,通过填料层中的空隙由塔顶排出。
气液两相在液膜表面进行传质。
结构:典型填料塔的结构如上图所示,主要部件有塔体、填料及支承、液体分布器及再分布器、除沫器等。
填料是填料塔的核心内件,它为气-液两相充分接触进行传热传质提供了表面积。
可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料,规整填料(你发的ppt里面有)塔设备常见故障:工艺性故障;机械性故障•工艺性故障:如操作时出现的液泛。
漏液量大、雾沫夹带过多、传质效率下降等。
•机械性故障:塔设备振动、腐蚀破坏、密封失效、工作表面积垢、局部过大变形、壳体减薄或产生裂纹等。
脉动风力(脉动风是由于风的不规则性引起的其强度随时间随机变化)是塔设备产生振动的主要原因。
•当脉动风力的变化频率(或周期)与塔自振频率(或周期)相近时,塔体便产生共振。
塔体产生共振后,塔发生弯曲,倾斜,塔板效率下降,影响塔设备的正常操作,甚至导致塔设备严重破坏,造成重大事故。
防止产生共振,采取的措施:①提高塔体的固有频率,从根本上消除产生共振的根源—降低高度增加内径;增加壁厚或采用密度小、弹性量大的材料;在离塔顶0.22H 处安装一个铰支座。
•②增加塔体的阻尼,抑制塔的振动——利用塔盘上的液体或塔内填料的阻尼作用;在塔体外部装置阻尼器或减振器;在塔壁上悬挂外包橡胶的铁链条;采用复合材料等。
•③采用扰流装置——合理布置塔体上的管道、平台扶梯和其他连接件,以破坏或消除周期性形成的漩涡;在塔体周围焊接螺旋条。
•塔体腐蚀:金属材料制造;处理物料大多为各种酸、碱、盐、有机溶剂及腐蚀性气体等介质。
腐蚀类型:化学腐蚀,电化学腐蚀,局部腐蚀,均匀腐蚀。
腐蚀原因:塔设备的选材,介质的特性,操作条件及操作过程等因素。
防止腐蚀采取的措施:①正确选材—不锈钢在大气,水及硝酸溶液中有很好的耐蚀性能;铜及铜合金在稀盐酸、稀硫酸中耐蚀。
②采用覆盖层——将主体与介质隔绝。
常用的有金属覆盖层和非金属覆盖层。
常用方法有电镀,喷镀,不锈钢衬里等。
•③采用电化学保护——通过改变金属材料与介质电极电位来达到保护作用。
分为阴极保护和阳极保护两种,其中阴极保护法应用较多。
④设计合理的结构—不合理的结构往往引起机械应力,热应力,应力集中和液体的滞留。
⑤添加缓蚀剂——可以使设备腐蚀速度降低或者停止,但在选择缓蚀剂时注意对某种介质的针对性,合理确定缓蚀剂的类型和用量。
介质泄漏:一般发生在构件连接处。
泄漏原因:安装法兰时未达到技术要求;受力过大引起法兰刚度不足而变形;法兰密封件失效,操作压力过大等。
采取措施:保证安装质量;改善法兰受力情况或更换法兰;选择合适的密封件材料或更换密封件;稳定操作条件,不超温,不超压。
壳体减薄局部变形:介质腐蚀和物料冲刷。
对其进行厚度测试,确定能否安全继续使用;设计时合理选择耐蚀,耐磨的材料或采用衬里,以确保其服役期内正常运行。
采取措施:改善结构来改善应力分布状态;满足工艺条件的前提下减少温差应力;在设备制造时进行焊后热处理以消除焊接残余应力。
局部变形过大时,可采用局部挖补的方法进行修补。
工作表面积垢:通常发生在结构的死角区。
•在死角区流动速度降低,介质中杂质很容易形成积淀。
也可能出现在塔壁、塔盘和填料的表面。
积垢严重时影响内件的传质、传热效率。
•积垢的消除通常有机械除垢法和化学除垢法。