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。不等直径塔变截面交界处塔壳横截面(一般取锥形变径段的小端截面)。 1、按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔。 塔设备根据其完成的工艺操作不同,其压力和温度也不相同。但当达 到相平衡时,压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数 关系。在实际生产中,原料和产品的成分和要求是工艺确定的,不能随 意改变,压力和温度有选择的余地,但二者之间是相互关联的,如一项 先确定了,另一项则只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的 角度来说,选常压操作好,从冷却剂的来源角度看,一般宜将塔顶冷 凝温度控制在30~40℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设 备根据具体工艺要求,设备及操作成本综合考虑,有时可以在常压下操 作、有时需要在加压下操作,有时还需要减压操作。
浮舌塔板 为使舌形塔板适应低负荷生产,提高操作弹性,研制出了可变气道截 面(类似于浮阀塔板)的浮舌塔板。在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板,液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出,各层塔板上保持有一定厚度的流动液层。 浮舌板上的主要构件是舌头与浮阀的结合,既可令气体以喷射方式进人液层,又可在负荷改变时,令舌阀的开度随着负荷改变而喷射速度大致 维持不变。因此,这种塔板与固定舌片板相比较,操作较为稳定,操作弹 性比较大,一些,压力降也小一些。
塔板类型:溢流塔板-舌型塔盘-斜孔塔盘 斜孔塔板 在舌形塔板上发展的斜孔塔板,斜孔的开口方向与液流垂直且相邻两排开孔方向相反,既保留了气体水平喷出、气液高度湍动的优点,又避免 了液体连续加速,可维持板上均匀的低液面,从而既能获得大的生产能力 ,又能达到好的传质效果。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
对填料塔与板式塔应用的选择,应根据生产工艺条件,如系统的物性、操作条件、操作方式,以及技术经济性能等综合考虑。一般情况下应考虑如下方面:
1、对于腐蚀性物系,通常选用填料塔。因为填料可以选用耐腐蚀性能好的非金属材料,比板式塔便于处理。
2、对于易起泡物系,选用填料塔更适合。因填料对泡沫有限制和破碎作用。而采用板式塔则容易产生物沫夹带,以致淹塔。
3、对于处理易聚合或含固体颗粒的物料,易采用板式塔。这样不易堵塞及便于清洗。
4、对于热敏性的物系,宜采用填料塔。因为填料塔的滞液量比板式塔少,物料在塔内的停留时间短。再者,处理热敏性物系要在高真空下进行,填料塔的压降比板式塔低,所以更适宜真空操作。
5、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的物系,宜采用板式塔。因为板式塔滞液量大,便于在塔板上安置加热或冷却蛇管。而填料塔因涉及液体均布问题,而使结构复杂化。
6、对于有多个进料及侧线出料的塔器,宜采用板式塔。
7、对于高粘性物料的分离,宜采用填料塔。因为高粘性物料在板式塔中传质的效率太低。
8、对于处理量或负荷波动较大的场合,板式塔优于填料塔。因液体量过小,会造成填料层中液体分布不均匀,填料表面未充分润湿,影响塔的效率。而当液体负荷过大时,则容易产生液流。但设计良好的板式塔,则具有较大的操作弹性。
9、对于中、小规模的塔器,和塔径小于600mm时,宜选用填料塔,这样节省费用。
新型填料一般比塔板的通量大、,因此在完成相同分离任务时,可以采用比较小的塔径和更低的塔高。
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