塔器设备分类及性能
根据按气、液接触构造的特点,可将塔器设备分为两大类:板式塔与填料塔。
1.板式塔
板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板塔设备的结构,除了种类繁多的各种内件外,其余构件大致相同,如塔体、塔体支架。按照塔器内气、液流动方式,可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
2.填料塔
在塔器设备内装入填料即为填料塔。填料塔也是一种重要的气液传质设备。低矮或高度与直径之比较小的塔器,壳体中的弯曲应力不会太大,因为前者力臂较小,后者壳体的抗弯截面系数增大很快。它主要由塔体、喷淋装置、填料、填料支承装置及液体分解装置、气液出口等部件组成。液体自塔顶的分布装置淋下,沿着填料表面在膜状流下,气体自塔低部进入、沿着填料间的空隙上升,成为逆流接触,促进传质过程的进行。塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料制成、必要时可在金属筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分布,塔体应具有良好的垂直度。
填料塔不仅结构简单,而且有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点,尤其对于直径较小的塔,处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统,都表现出明显的优越性。另外,对于某些液气量比较大的蒸馏或吸收操作,若采用板式塔,则降液板将占用过多的塔截面积,此时也宜采用填料塔。
洗涤塔由塔体、塔板、再沸器和冷凝器组成。在使用过程中再沸器一般用蒸汽加热,冷凝器用循环水导热。在使用前应建立平衡,即通入较纯的产物组分用蒸汽和冷凝水调节其蒸发量和回流量,使其能在塔板上积累一定厚度液体,当混合气体组分通入时就能迅速起到洗涤作用。在使用过程中要控制好一个液位,两个温度和两个压差等几个要点。即洗涤塔液位,气体进口温度,塔顶温度,塔间压差(洗涤塔进口压力与塔顶压力之差),冷凝器压差(塔顶与冷凝器出口压力之差)。1.生产能力——单位塔截面积上,填料塔的生产能力一般均高十倍板式塔。一般来说,气体进口温度越高越好,可以防止杂质凝固或液化不能进入洗涤塔,但是也不能太高,以防系统因温度过高而不易控制。控制温度的同时还需保证气体流速,即进口的压力不能太小,以便粉尘能进入洗涤塔。混合气体通入洗涤塔后,部分气体会冷凝成液体而留在塔釜,调节再沸器的温度使液体向上蒸发,再调节冷凝器使液体回流至塔板,形成一个平衡。由于塔板上有一定厚度液体,所以洗涤塔塔间会有一定压差,调节再沸器和冷凝器时应尽量使压差保持恒定才能形成一个平衡。调节塔顶温度时应防止温度过高而使杂质汽化或升华为气体而不能起洗涤作用,但冷凝温度也不宜过低,防止产物液体在冷凝器积液影响使用。在注意以上要点的同时还需注意用再沸器调节洗涤塔的液位,为防止塔釜液中杂质浓度过高产生沉淀,应使其缓慢上涨。1、由于高沸物在洗涤过程中被固定在洗涤塔塔釜中,所以使用一段时间后塔釜液的高沸物含量会升高,所以在使用一定时间后要对洗涤塔塔釜液进行置换,防止高沸物在塔釜沉积。
2、由于洗涤塔塔釜液中含有高沸物,容易堵塞液位计,所以一般采用部分回流液冲洗液位计的方式防止液位计堵塞。
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