【正文】 1 塔設備 2 塔設備 1 塔設備概述 2 板式塔 3 填料塔 4 精餾塔 5 吸收塔 6 萃取塔 3 1 塔 設 備 概 述 4 化工廠塔設備 1 化工廠塔設備 2 塔設備是石油化工、化學工業(yè)、石油工業(yè)等生產中最重要的設備之一。 5 ? 在煉油、化工及輕工等工業(yè)生產中，氣液兩項直接接觸進行傳質傳熱的過程是很多的，如精餾、吸收、解析、萃取等。這些過程都是在一定的壓力、溫度、流量等工藝條件下、在一定的設備內完成的。 ? 由于其過程中兩種介質主要發(fā)生的是質的交換，所以也將實現這些過程的設備叫 傳質設備。 ? 從外形上看，這些設備都是豎直安裝的圓筒型設備，且長徑比較大、形如塔，故習慣上稱其為 塔設備。 6 塔設備的概念 化工生產過程中可提供氣液或液液兩相之間進行直接接觸機會，達到相際傳質及傳熱目的，又能使接觸之后的兩相及時分開，互不夾帶的設備。 注：相是指沒有外力作用下，物理、化學性質完全相同，成分相同的均勻物質的聚集態(tài)。 7 外形特點：圓筒形、體型高，長寬比大。 塔設備的主要特點 塔設備是化工、煉油生產中最重要的設備之一。常見的、可在塔設備中完成單元操作的有 精餾、吸收、解吸、萃取及氣體的洗滌、冷卻、增濕、干燥等 。 8 塔設備的種類 （ 1）按塔的 內部構件結構 形式，可將塔設備分為兩大類： 板式塔和填料塔。 （ 2）按化工操作單元的特性（用途），可將塔設備分為： 精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反應塔、再生塔、干燥塔、洗滌塔 等。 （ 3）按操作壓力可將塔設備分為： 加壓塔、常壓塔和減壓塔 。 9 。 ? ① 工藝性能好。 ? ②生產能力大。 ? ③操作穩(wěn)定性好。 ? ④能量消耗小。 ? ⑤結構合理。 ? ⑥選材要合理。 ? ⑦安全可靠。 上述各項指標的重要性因不同設備而異，要同時滿足所有要求很困難。因此，要根據傳質種類、介質的物化性質和操作條件的具體情況具體分析，抓住主要矛盾，合理確定塔設備的類型和內部構件的結構形式，以滿足不同的生產要求。 10 塔設備的主要外部構件及作用 （ 1）板式塔 （ 2）填料塔 11 塔體 塔體即塔設備的外殼，常見的塔體由等直徑、等厚度的 圓筒及上下封頭 組成。 塔設備通常安裝在室外，因而塔體除了承受一定的操作壓力（內壓或外壓）、溫度外，還要考慮風載荷、地震載荷、偏心載荷。 此外還要滿足在試壓、運輸及吊裝時的強度、剛度及穩(wěn)定性要求 。 12 塔體支座是塔體與基礎的連接結構。因為塔設備較高、重量較大，為保證其足夠的強度及剛度，通常采用裙式支座（簡稱“裙座” ）。 裙座分為圓筒形和圓錐形 兩種。 支座 13 人孔及手孔 為安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設置人孔或手孔。不同的塔設備，人孔或手孔的結構及位置等要求不同。 接管 為用于連接工藝管線，使塔設備與其他相關設備相連接。按其用途可分為進液管、出液管、回流管、進氣出氣管、側線抽出管、取樣管、儀表接管、液位計接管等。 14 垂直吊蓋人孔 回轉蓋人孔 15 吊柱 安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修時吊運塔內件。 除沫器 為用于捕集夾帶在氣流中的液滴。除沫器工作性能的好壞對除沫效率、分離效果都具有較大的影響。 16 2 板 式 塔 17 板式塔的概念 ? 板式塔是一種逐級（板）接觸的氣液傳質設備。 ?塔內以 塔板（塔盤） 為基本構件，氣體自塔底以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣 液相密切接觸而進行傳質傳熱，兩相的濃度呈階梯式變化。 18 板式塔的類型 板式塔類型的不同，在于其中的塔板結構不同，常見的主要類型有： 泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌片塔 等。 泡罩塔 泡罩塔是工業(yè)應用最早的板式塔， 而且在相當長的一段時期內是板式塔中較為流行的一種塔型。泡罩塔盤的結構主要由泡罩 (氣液接觸元件 )、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成 。 19 泡罩塔盤 1— 升氣管； 2— 泡罩； 3— 塔盤板 20 21 泡罩塔的優(yōu)點： 操作彈性大，因而在負荷波動范圍較大時，仍能保持塔的穩(wěn)定操作及較高的分離效率；氣液比的范圍大，不易堵塞等。 泡罩塔的缺點 ： 結構復雜、造價高、氣相壓降大、以及安裝維修麻煩等。 目前，只是在某些情況如生產能力變化大，操作穩(wěn)定性要求高，要求有相當穩(wěn)定的分離能力等要求時，可考慮使用泡罩塔。 22 篩板塔 篩板塔也是應用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板塔結構簡單，篩板塔結構及氣液接觸狀況如下圖所示。 篩板塔塔盤分為篩孔區(qū)、無孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分 。 23 ? 工作時液體從上層塔板經降液管流下，橫向流過塔盤進入本層塔盤降液管流入下一層塔盤；氣體則自下而上穿過篩孔，分散成氣泡，穿過篩板上的液體，在此過程中進行相際間傳質傳熱。 ? 由于上升的氣體具有一定的壓力和流速，對液體有 “ 支撐 ” 作用，故一般情況下液體不會從篩孔中漏下。 24 25 篩板塔的優(yōu)點： 篩板塔的缺點 ： 小孔徑篩板易堵塞，不適于處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。 篩孔塔板是最簡單的塔板，造價低廉，只要設計合理，其操作彈性是可以滿足生產需要的，目前已成為應用最為廣泛的一種板型 。 (1)結構簡單，制造和維修方便，相同條件下生產能力高于浮閥塔； (2)塔板壓力降較低，適用于真空蒸餾； (3)塔板效率較高，但稍低于浮閥塔； (4)具有較高的操作彈性，但稍低于泡罩塔。 26 浮閥塔 ?浮閥塔板的結構特點是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝有一個可上下浮動的閥片，閥片本身連有幾個閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉 90176。 ，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹走。 ?閥片周邊沖出幾個略向下彎的定距片，當氣速很低時，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上可防止閥片與板面的粘結。 27 28 浮閥塔盤氣液接觸狀況 29 浮閥塔的優(yōu)點： (1)生產能力大； (2)操作彈性大； (3)塔板效率較高； (4)塔板結構及安裝較泡罩簡單，重量較輕 。 浮閥塔的缺點 ： (1)在氣速較低時，仍有塔板漏液，故低氣速時塔板效率有所下降； (2)浮閥閥片有卡死和吹脫的可能，這會導致操作運轉及檢修的困難； (3)塔板壓力降較大，妨礙了它在高氣相負荷及真空塔中的應用。 浮閥塔板是對泡罩塔板的改進，取消了升氣管，在塔板開孔上方設置了浮閥，浮閥可根據氣體的流量自行調節(jié)開度。氣量較小時可避免過多的漏液，氣量較大時可使氣速不致過高，降低了壓降。 30 舌形塔 舌型塔是應用較早的一種斜噴型塔。氣體通道為在塔盤上沖出的以一定方式排列的舌片。舌片開啟一定的角度，舌孔方向與液流方向一致。 舌形塔板是為了防止過量液沫夾帶而設計的一種塔型 。 舌形塔結構簡單，安裝檢修方便，