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塔器設(shè)備分類及性能
根據(jù)按氣、液接觸構(gòu)造的特點(diǎn),可將塔器設(shè)備分為兩大類:板式塔與填料塔。
1.板式塔
板式塔內(nèi)沿塔高裝有若干層塔板(或稱塔盤),液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底,并在各塊板面上形成流動(dòng)的液層;氣體則靠壓強(qiáng)差推動(dòng),由塔底向上依次穿過(guò)各塔板塔設(shè)備的結(jié)構(gòu),除了種類繁多的各種內(nèi)件外,其余構(gòu)件大致相同,如塔體、塔體支架。按照塔器內(nèi)氣、液流動(dòng)方式,可將塔板分為錯(cuò)流塔板與逆流塔板兩類。
2.填料塔
在塔器設(shè)備內(nèi)裝入填料即為填料塔。如催化裂化裝置中的吸收、解吸塔,從煉廠氣中回收
從裂解氣中回收乙烯,以及氣體凈化等都需要吸收、解吸塔。填料塔也是一種重要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。它主要由塔體、噴淋裝置、填料、填料支承裝置及液體分解裝置、氣液出口等部件組成。液體自塔頂?shù)姆植佳b置淋下,沿著填料表面在膜狀流下,氣體自塔低部進(jìn)入、沿著填料間的空隙上升,成為逆流接觸,促進(jìn)傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行。塔殼可由陶瓷、金屬、玻璃、塑料制成、必要時(shí)可在金屬筒體內(nèi)襯以防腐材料。為保證液體在整個(gè)截面上的均勻分布,塔體應(yīng)具有良好的垂直度。
填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且有阻力小和便于用耐腐材料制造等優(yōu)點(diǎn),尤其對(duì)于直徑較小的塔,處理有腐蝕性的物料或要求壓強(qiáng)較小的真空蒸餾系統(tǒng),都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。另外,對(duì)于某些液氣量比較大的蒸餾或吸收操作,若采用板式塔,則降液板將占用過(guò)多的塔截面積,此時(shí)也宜采用填料塔。
板式塔是分級(jí)接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備,種類繁多。 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用的情況,主要塔型是浮閥 塔、篩板塔及泡罩塔。 板式塔由塔體、支座和內(nèi)件等組成,塔體上設(shè)有 物料進(jìn)出管及各種儀表接管,為了安裝、檢修及操 作的方便,在塔體上還設(shè)有人孔、手孔、吊柱、扶 梯及平臺(tái)等。按氣液相接觸形態(tài)分為三類一類是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔。塔體的支承常用裙式支座,板式塔的 內(nèi)件有塔盤、除沫器等。 在圓柱形殼體內(nèi)按一定間距水平設(shè)置若干層塔板,液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排出,各層塔板上保持有一定厚度的流動(dòng)液層;氣體 則在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下,自上而下從塔底依次穿過(guò)各 塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內(nèi)逐板 接觸進(jìn)行質(zhì)、熱交換,故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。
對(duì)填料塔與板式塔應(yīng)用的選擇,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝條件,如系統(tǒng)的物性、操作條件、操作方式,以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能等綜合考慮。一般情況下應(yīng)考慮如下方面:
1、對(duì)于腐蝕性物系,通常選用填料塔。因?yàn)樘盍峡梢赃x用耐腐蝕性能好的非金屬材料,比板式塔便于處理。
2、對(duì)于易起泡物系,選用填料塔更適合。因填料對(duì)泡沫有限制和破碎作用。而采用板式塔則容易產(chǎn)生物沫夾帶,以致淹塔。
3、對(duì)于處理易聚合或含固體顆粒的物料,易采用板式塔。這樣不易堵塞及便于清洗。
4、對(duì)于熱敏性的物系,宜采用填料塔。因?yàn)樘盍纤臏毫勘劝迨剿?,物料在塔?nèi)的停留時(shí)間短。再者,處理熱敏性物系要在高真空下進(jìn)行,填料塔的壓降比板式塔低,所以更適宜真空操作。
5、對(duì)于在分離過(guò)程中有明顯吸熱或放熱效應(yīng)的物系,宜采用板式塔。因?yàn)榘迨剿毫看螅阌谠谒迳习仓眉訜峄蚶鋮s蛇管。而填料塔因涉及液體均布問(wèn)題,而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
6、對(duì)于有多個(gè)進(jìn)料及側(cè)線出料的塔器,宜采用板式塔。
7、對(duì)于高粘性物料的分離,宜采用填料塔。因?yàn)楦哒承晕锪显诎迨剿袀髻|(zhì)的效率太低。
8、對(duì)于處理量或負(fù)荷波動(dòng)較大的場(chǎng)合,板式塔優(yōu)于填料塔。因液體量過(guò)小,會(huì)造成填料層中液體分布不均勻,填料表面未充分潤(rùn)濕,影響塔的效率。而當(dāng)液體負(fù)荷過(guò)大時(shí),則容易產(chǎn)生液流。但設(shè)計(jì)良好的板式塔,則具有較大的操作彈性。
9、對(duì)于中、小規(guī)模的塔器,和塔徑小于600mm時(shí),宜選用填料塔,這樣節(jié)省費(fèi)用。
新型填料一般比塔板的通量大、,因此在完成相同分離任務(wù)時(shí),可以采用比較小的塔徑和更低的塔高。