塔设备分类与应用

设备分类与应用
摘要:塔设备是化工、石油等工业生产中广泛使用的重要生产设备,为了便于人们的研究和比较,人们按照不同的角度对塔设备进行了分类。其中最为常见的是板式塔和填料塔两大类。常见的板式塔主要有泡罩塔、筛板塔和浮阀塔,主要用于精馏和吸收。填料塔根据填料的种类也可以分为实体填料和网体填料,主要用于气液之间的传质。根据物料类型、成本预算和处理效果等因素可以选择合适的塔设备进行设计生产。
关键词:塔设备;板式塔;
目录
1绪论 (1)
2板式塔 (2)
2.2泡罩塔 (2)
2.1筛板塔 (3)
2.1浮阀塔 (3)
3填料塔 (4)
4总结 (6)
参考文献 (7)
1 绪论
塔设备是可使气液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的设备[1]。塔设备主要由塔体、塔体座、工艺管口、人孔或手孔、吊耳、吊柱和塔内件组成。根据实际情况决定是否设置塔外部爬梯和平台以供操作使用。塔内件一般有塔板、丝网除沫器、填料及填料支持、填料压盖、进气分布器、喷淋装置等。通常根据塔设备不同用途,选择不同的内件结构。
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。[2]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[2]。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。
2 板式塔
板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备,广泛应用于精馏和吸收,有些类型也用于萃取[3]。板式塔一般由塔壳体、塔板、工艺管口、进气分布器、液体分布器、丝网除沫器等组成。塔板有泡罩、筛板、浮阀、舌型等不同形式。进气分布器和液体分布器主要为了使液体和气体分布更为均匀,有利于气液接触;塔板主要由为保证气液两相充分接触的气体通道,即在塔板上开出一定数量的小孔并且均匀分布在塔板上,以供气体通过;为确保气液两相在塔板上形成足够的传质表面,塔板需要有溢流堰保持塔板上有一定的液体,液体层高度由溢流堰的高度决定;还有供气体与液体分离的降液管组成。板式塔示意图如图1所示。常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形喷射塔以及新发展起来的一些新型塔和复合型塔。
图1 板式塔示意图
2.1 泡罩塔
泡罩塔是很早就为工业蒸馏操作所采用的一种气液传质设备。每层塔板上装有若干短管作为上升气体通道,称为升气管。由于升气管高出液面,故板上液体不会从中漏下。升气管上复以泡罩,泡罩下部周边开有许多齿缝。操作条件下,齿缝浸没板上液层中,形成液封,上升气体通过齿缝被分散成细小的气泡或流股进入液层。板上的鼓泡液层或充气的泡沫体为气-液两相提供了大量的传质界面。液体通过降液管流下,并依靠溢流堰以保证塔板上存有一定厚度的液层。
泡罩塔的优点是不易发生漏液现象,有较好的操作弹性,即当气、液负荷有较大的波动时,仍能维持几乎恒定的板效率;塔板不易堵塞,对于各种物料的适应性
强。缺点是塔板结构复杂,金属耗量大,造价高;板上液层厚,气体流径曲折,塔板压降大,兼因雾沫夹带现象严重,限制了气速的提高,故生产能力不大。而且,板上液流遇到的阻力大,致使液面落差大,气体分布不均,也影响了板效率的提高。因此,近年来泡罩塔已很少建造。[5]
2.2筛板塔
筛板塔是在塔板上开有许多均匀分布的筛孔,上升气流通过筛孔分散成细小的流股,在板上液层中鼓
泡而出,与液体密切接触。筛孔在塔板上作正三角形排列,其直径宜为3~8mm,孔心距与孔径之比在2.5~  4.0范围内[3]。塔板上设置溢流堰以使板上维持一定厚度的液层。在正常操作范围内,通过筛孔上升的气流,应能阻止液体经筛孔向下泄漏。液体通过降液管逐板流下。
筛板塔的突出优点是结构简单,金属耗量小,造价低廉;气体压降小,板上液面落差也较小,其生产能力及板效率较泡罩塔高。主要缺点是操作弹性范围较窄,小孔筛板容易堵塞。近年来对大孔(直径10mm以上)筛板的研究和应用有所进展[6]。大孔径筛板塔采用气、液错流方式,可以提高气速以及生产能力,而且不易堵塞。筛板塔
2.3浮阀塔
浮阀塔于20世纪50年代开始在工业上广泛使用,目前是国内许多工厂进行蒸馏操作时最乐于采用的一种塔型[2]。在吸收、脱吸等操作中也有应用,效果较好。浮阀塔板的结构特点,是在带有降液管的塔板上开有若干大孔(标准孔为39mm),每孔装一个可以上下浮动的阀片。由孔上升的气流,经过阀片与塔板的间隙而与板上横流的液体接触。国内最常采用的阀片形式有F1型,另外还有V- 4型及T型浮阀,F1型浮阀国外称为V- 1型。[3]浮阀塔具有生产能力大、操作弹性大、塔体板效率高和造价低等优点。
在工业生产中,板式塔也可以用于废气处理,废气从塔设备下端进气分布器进入,进气分布器上端设有塔板,塔板上方有液体分布器(也可带有喷淋装置),塔设备最上端设置丝网除沫器,用于去除气
液反应后产生的泡沫。为了使废气吸收更加完全,废气塔设置多个塔板和液体分布器的组合。

本文发布于:2024-09-22 02:07:27,感谢您对本站的认可!

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