技術(shù)與計量(安裝):塔器知識介紹(一)
本講主要內容:
1.靜置設備安裝(塔器、換熱設備、油罐、球罐與氣柜)
2.工藝金屬結構工程安裝
本講考綱要求:
1.熟悉靜置設備的材料規格、性能、使用范圍。
2.了解該靜置設備及其主要設備組成。
3.熟悉該專(zhuān)業(yè)系統的安裝及調試工藝和相關(guān)規范的基本內容。
第一節 靜置設備安裝
四、塔器
塔設備是化工、石油工業(yè)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設備。用以實(shí)現蒸餾和吸收兩種分離操作的塔設備分別稱(chēng)為蒸餾塔和吸收塔。這類(lèi)塔設備的基本功能是提供氣、液兩相充分接觸的機會(huì ),使傳質(zhì)、傳熱兩種過(guò)程能夠迅速有效地進(jìn)行,還要求能使接觸之后的氣、液兩相及時(shí)分開(kāi),互不夾帶。
?。ㄒ唬┧O備分類(lèi)及性能
根據塔內氣、液接觸部件的結構形式,可將塔設備分為兩大類(lèi):板式塔與填料塔。
1、板式塔
按照塔內氣、液流動(dòng)方式,可將塔板分為錯流塔板與逆流塔板兩類(lèi)。
錯流塔板,板間有專(zhuān)供液體流通的降液管(又稱(chēng)溢流管)。適當安排降液管的位置及堰的高度,可以控制板上液體流徑與液層厚度,從而獲得較高的效率。但是降液管大約要占去塔板面積的20%,影響了塔的生產(chǎn)能力;而且,液體橫流過(guò)塔板時(shí)要克服各種阻力,降低塔的分離效率。
逆流塔板,板間不設降液管,氣、液同時(shí)由板上孔道逆向穿流而過(guò),故又稱(chēng)穿流塔板。這種塔板結構簡(jiǎn)單,板上無(wú)液面落差,氣體分布均勻,板面利用充分,可增大處理量及減小壓降,但需要較高的氣速才能維持板上液層厚度,操作彈性差且效率較低,目前在蒸餾、吸收等氣-液傳質(zhì)操作中的應用尚遠不及錯流塔板廣泛。
常用的板式塔有泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌形噴射塔以及一些新型塔和復合型塔(如浮動(dòng)噴射塔、浮舌塔、壓延金屬網(wǎng)板塔、多降液管篩板塔等)。
?。?)泡罩塔。泡罩塔是較早為工業(yè)蒸餾操作所采用的一種氣液傳質(zhì)設備。泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)是不易發(fā)生漏液現象,有較好的操作彈性,即當氣、液負荷有較大的波動(dòng)時(shí),仍能維持幾乎恒定的板效率;塔板不易堵塞,對于各種物料的適應性強。缺點(diǎn)是塔板結構復雜,金屬耗量大,造價(jià)高;板上液層厚,氣體流徑曲折,塔板壓降大,兼因霧沫夾帶現象較嚴重,限制了氣速的提高,故生產(chǎn)能力不大。而且,板上液流遇到的阻力大,致使液面落差大,氣體分布不均,也影響了板效率的提高。
?。?)篩板塔。篩板塔的突出優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,金屬耗量小,造價(jià)低廉;氣體壓降小,板上液面落差也較小,其生產(chǎn)能力及板效率較泡罩塔高。主要缺點(diǎn)是操作彈性范圍較窄,小孔篩板易堵塞。
?。?)浮閥塔。浮閥塔是國內許多工廠(chǎng)進(jìn)行蒸餾操作時(shí)最樂(lè )于采用的一種塔型。在吸收、脫吸等操作中也有應用,效果較好。浮閥塔板的結構特點(diǎn),是在帶有降液管的塔板上開(kāi)有若干大孔(標準孔徑為39mm),每孔裝一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。由孔上升的氣流,經(jīng)過(guò)閥片與塔板的間隙而與板上橫流的液體接觸。國內最常采用的閥片形式有F1型,另外還有V-4型及T型浮閥。
浮閥結構簡(jiǎn)單,制造方便,節省材料,廣泛用于化工及煉油生產(chǎn)中。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn):
1)生產(chǎn)能力大。由于浮閥安排比較緊湊,塔板的開(kāi)孔面積大于泡罩塔板,故其生產(chǎn)能力約比圓形泡罩塔板的大20%~40%,與篩板塔相近。
2)操作彈性大。由于閥片可以自由升降以適應氣量的變化,故其維持正常操作所容許的負荷波動(dòng)范圍比泡罩塔及篩板塔都寬。
3)塔體板效率高。由于上升氣體以水平方向吹入液層,故氣液接觸時(shí)間較長(cháng)而霧沫夾帶量較小,板效率較高。
4)氣體壓降及液面落差較小。因為氣、液流過(guò)浮閥塔板時(shí)所遇到的阻力較小,故氣體的壓降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小。
5)塔的造價(jià)較低。浮閥塔的造價(jià)約為具有同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的60%~80%,篩板塔的120%~130%.浮閥對材料的抗腐蝕性要求較高,一般都采用不銹鋼制造。

