化工设备塔设备3

1、1 12 23 34 4 在石油、化工、轻工等部门，塔设备是一种在石油、化工、轻工等部门，塔设备是一种应用极为广泛的设备，它的作用是使气液或液液应用极为广泛的设备，它的作用是使气液或液液两相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的两相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。目的。 在化工和石油化工生产装置中，塔设备的投在化工和石油化工生产装置中，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的四分之一多。资费用占整个工艺设备费用的四分之一多。板式塔板式塔填料塔填料塔 它由一个通常呈圆柱形的壳它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的体及其中按一定间距水平设置的若干塔盘所组成。板式塔正常工若干塔

2、盘所组成。板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔盘后由塔底排出；下通过各层塔盘后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔气体在压差推动下，经均布在塔盘上的开孔由下上穿过各层塔盘盘上的开孔由下上穿过各层塔盘后由塔顶排出，在每块塔盘上皆后由塔顶排出，在每块塔盘上皆贮有一定的液体，气体穿过板上贮有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。液层时，两相接触进行传质。气气液两相的组份浓度呈阶梯式变化。液两相的组份浓度呈阶梯式变化。2 2、板式塔的种类、板式塔的种类 板式塔按塔盘的结构常见的有泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、板式塔按塔盘的结构常见的有泡罩塔、浮阀塔

3、、筛板塔、等。等。下层气体下层气体上层液体上层液体圆形泡罩圆形泡罩1 1）、泡罩塔：）、泡罩塔： 泡罩塔最主要的传质单元是泡罩，泡罩塔最主要的传质单元是泡罩，它由升气管和带有梯形齿缝的圆形泡它由升气管和带有梯形齿缝的圆形泡罩组成，气体由下层塔盘上升进入升罩组成，气体由下层塔盘上升进入升气管，通过泡罩齿缝与上层塔盘上的气管，通过泡罩齿缝与上层塔盘上的液体充分接触，进行传质或传热。液体充分接触，进行传质或传热。特点特点2 2）、浮阀塔）、浮阀塔 浮阀塔盘是在塔盘上开有若干个阀孔，每个阀浮阀塔盘是在塔盘上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个孔装有一个可上下浮动的阀片，阀

4、片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转9090，以限制阀，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片。当气速很低时，周边冲出几个略向下弯的定距片。当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔盘呈点接触而坐落在由于定距片的作用，阀片与塔盘呈点接触而坐落在阀孔上，在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。阀孔上，在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。 操作时，由阀孔上升的气操作时，由阀孔上升的气流经阀片与塔盘间隙沿水平流经阀片与塔盘间隙沿水平方向进入液层，增加了气液方向进入液层，增加了气液接触

5、时间，浮阀开度随气体接触时间，浮阀开度随气体负荷而变，在低气量时，开负荷而变，在低气量时，开度较小，气体仍能以足够的度较小，气体仍能以足够的气速通过缝隙，避免过多的气速通过缝隙，避免过多的漏液；在高气量时，阀片自漏液；在高气量时，阀片自动浮起，开度增大，使气速动浮起，开度增大，使气速不致过大。不致过大。特点特点3) 3)、筛板塔、筛板塔 塔盘上开有许多孔径一塔盘上开有许多孔径一般为般为3 38mm8mm的小孔。塔盘上的小孔。塔盘上设置溢流堰，使板上能保持设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。操作时，一定厚度的液层。操作时，气体经筛孔分散成小股气流，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液

6、间密切鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下，通过筛正常的操作条件下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。体经筛孔向下泄漏。筛板塔筛板塔特点特点 性能比较性能比较 舌形塔塔盘上冲出许多舌形塔塔盘上冲出许多舌形孔，舌头与板面成一定舌形孔，舌头与板面成一定角度，向塔盘的溢流出口侧角度，向塔盘的溢流出口侧张开，舌孔按正三角形排列，张开，舌孔按正三角形排列，塔盘上的溢流出口侧不设溢塔盘上的溢流出口侧不设溢流堰，只保留降液管，降液流堰，只保留降液管，降液管截面积要比一般塔盘设计管截面积要比一般塔盘设计得大一些。得大一些

7、。 浮动舌形塔塔盘有浮阀塔浮动舌形塔塔盘有浮阀塔塔盘可变气道截面及舌形塔盘塔盘可变气道截面及舌形塔盘的并流喷射的特点。它由一系的并流喷射的特点。它由一系列平行的浮动板组成。浮动板列平行的浮动板组成。浮动板支架在三角槽内，可在一定范支架在三角槽内，可在一定范围内转动，为防止相邻两板粘围内转动，为防止相邻两板粘贴，将浮动板的前缘制成向下贴，将浮动板的前缘制成向下弯曲，有时也将前缘制成锯齿弯曲，有时也将前缘制成锯齿形。形。舌形塔盘舌形塔盘生产能力大，开孔率大、可用较高的空塔气速生产能力大，开孔率大、可用较高的空塔气速气流阻力小，液层较薄气流阻力小，液层较薄落差小、无反混、雾沫夹带小，水平分力落差小、

8、无反混、雾沫夹带小，水平分力操作弹性小，气流截面积固定操作弹性小，气流截面积固定气相夹带严重，斜吹气相夹带严重，斜吹浮舌塔盘浮舌塔盘操作弹性大操作弹性大气流阻力小气流阻力小效率较高，介于浮阀与舌形之间。效率较高，介于浮阀与舌形之间。3.板式塔的主要内部构件板式塔的主要内部构件 塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定的密封性以避免气、液短路。保持一定的密封性以避免气、液短路。 塔盘的结构有整块式和分块式两种。

9、塔盘的结构有整块式和分块式两种。整体式塔盘整体式塔盘分块式塔盘分块式塔盘DN700mmDN1000mm分块式：无塔盘圈，有支持圈分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板支持板)，无密封结构，无密封结构整块式：有塔盘圈，无支持圈整块式：有塔盘圈，无支持圈(支持板支持板)，有密封结构，有密封结构区区 别别（1）塔盘）塔盘由塔盘板、传质元件（浮阀、泡罩、舌片等）、溢由塔盘板、传质元件（浮阀、泡罩、舌片等）、溢流装置、连接件等构成。流装置、连接件等构成。1）、整块式塔盘）、整块式塔盘结构结构塔体由若干塔节组成，内装有一定数量的塔盘，塔节间塔体由若干塔节组成，内装有一定数量的塔盘，塔节间用法兰连接。用法兰连接

10、。图图2-29 整块式塔盘结构整块式塔盘结构1塔盘板塔盘板 2降液管降液管 3拉杆拉杆 4定距管定距管 5塔盘圈塔盘圈 6吊耳吊耳7螺栓螺栓 8螺母螺母9压板压板 10 压圈压圈11石棉绳石棉绳2）、分块式塔盘）、分块式塔盘在直径较大的板式塔中，为了安装检修和增大塔板的刚度，将整在直径较大的板式塔中，为了安装检修和增大塔板的刚度，将整块塔盘分为若干块，这种塔盘称分块式塔盘，根据装配的位置不块塔盘分为若干块，这种塔盘称分块式塔盘，根据装配的位置不同可分为：矩形板、弓形板和通道板三种。安装时由人孔将各块同可分为：矩形板、弓形板和通道板三种。安装时由人孔将各块板送入塔内，拼装在焊于塔壁上的支撑圈上。

11、板送入塔内，拼装在焊于塔壁上的支撑圈上。分块式塔盘结构分块式塔盘结构1分块式塔盘结构分块式塔盘结构2 分块式塔盘各塔盘之间、塔盘板与支持圈（或支持板）之分块式塔盘各塔盘之间、塔盘板与支持圈（或支持板）之间的连接和紧固方式很多。间的连接和紧固方式很多。 按连接是否可拆有可拆连接和不可拆连接，其中可拆连接按连接是否可拆有可拆连接和不可拆连接，其中可拆连接又有上可拆、下可拆和上下均可拆连接；又有上可拆、下可拆和上下均可拆连接； 按连接结构形式有罗纹连接、卡板连接和楔形连接等。按连接结构形式有罗纹连接、卡板连接和楔形连接等。上可拆螺栓连接上可拆螺栓连接上下均可拆螺栓连接上下均可拆螺栓连接 楔形连接楔形

12、连接 螺纹卡板连接螺纹卡板连接1龙门铁；2楔子；3垫板； 1卡板；2螺母；3螺柱；4椭圆垫圈；4、5塔盘板 5塔盘板；6支持圈v降液管降液管有弓形和圆形两种，以弓形降有弓形和圆形两种，以弓形降液管较为常用，其结构如图所示。液管较为常用，其结构如图所示。塔盘的弓形降液管塔盘的弓形降液管 （2 2）除沫器）除沫器除沫器安装在塔内顶部，其作用是分除沫器安装在塔内顶部，其作用是分离塔顶气体中夹带的液滴，保证塔顶离塔顶气体中夹带的液滴，保证塔顶馏出产品的质量。目前使用的除沫器馏出产品的质量。目前使用的除沫器有折板形、丝网形和旋流式，其中以有折板形、丝网形和旋流式，其中以丝网丝网除沫器应用最为广泛，其结构

13、如除沫器应用最为广泛，其结构如图所示。图所示。丝网除沫器丝网除沫器1塔体；2紧固螺栓；3垫片；4丝网；5栅板（上下各一件做成分块）；6支持圈；7螺母 丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙大以及丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙大以及使用方便、除沫效率高、压降小等优点。使用方便、除沫效率高、压降小等优点。 适用于清洁的气体，不宜用在液滴中含有固体物质适用于清洁的气体，不宜用在液滴中含有固体物质或易析出固体物质的场合，如碱液、碳酸氢氨溶液等，或易析出固体物质的场合，如碱液、碳酸氢氨溶液等，以免液体蒸发后留下固体堵塞丝网。以免液体蒸发后留下固体堵塞丝网。 当雾沫中含有少量悬浮物时，应经常对其进

14、行冲洗当雾沫中含有少量悬浮物时，应经常对其进行冲洗。丝网除沫器在安装时，在其上下方都应留有适当的分。丝网除沫器在安装时，在其上下方都应留有适当的分离空间。离空间。（3 3）防涡器和滤焦器）防涡器和滤焦器 塔底液体流出时，若带有漩涡则会将油气卷带入与塔底塔底液体流出时，若带有漩涡则会将油气卷带入与塔底出口等相连的泵内，使泵容易发生抽空现象，为此塔底大多出口等相连的泵内，使泵容易发生抽空现象，为此塔底大多装有防涡器，其结构如图所示装有防涡器，其结构如图所示 塔底防涡器塔底防涡器1塔底；2出料管；3立板；4顶板图中图中 （a）所示排液管伸入塔底内一定高度，一般为）所示排液管伸入塔底内一定高度，一般为

15、50mm以上，适用于稍有沉淀的物料，以防沉淀被吸入泵内。以上，适用于稍有沉淀的物料，以防沉淀被吸入泵内。 （b）所示排液管口与塔底平齐，用于干净的物料；）所示排液管口与塔底平齐，用于干净的物料； 如图（如图（c）、（）、（d）所示当排液管直径小于）所示当排液管直径小于150mm 时时就用一块钢板插焊在管口，排液管直径大于就用一块钢板插焊在管口，排液管直径大于150mm时，时，可用十字形板插焊于管口。可用十字形板插焊于管口。 对减压塔、催化裂化分馏塔等，为防止焦块进入塔底对减压塔、催化裂化分馏塔等，为防止焦块进入塔底出口管被带入泵内，影响正常工作，都装有塔底滤焦器出口管被带入泵内，影响正常工作，

16、都装有塔底滤焦器。常用滤焦器的结构如图所示，就是一个带圆锥帽的圆。常用滤焦器的结构如图所示，就是一个带圆锥帽的圆筒，筒壁上开有直径筒，筒壁上开有直径10mm的滤孔，孔间距的滤孔，孔间距25mm。 塔底滤焦器塔底滤焦器1支承；2圆锥形顶；3圆筒壁（4 4）塔设备的进出口接管）塔设备的进出口接管1）、填料塔的总体结构）、填料塔的总体结构、塔体、塔体 、喷淋装置、喷淋装置、填料、填料 、液体再分布器、液体再分布器、填料支撑装置、填料支撑装置 、支座以及进出口等部件、支座以及进出口等部件2）、填料塔工作原理）、填料塔工作原理液体从塔顶经液体分布器喷淋到填液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面

17、流下。气体从料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，与液体呈逆流连续通过塔底送入，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。液两相密切接触进行传质。 填料塔结构图填料塔结构图3） 填料的种类填料的种类 填料塔的所有填料可分为实体填料和网体填料两大类。网体填料塔的所有填料可分为实体填料和网体填料两大类。网体 填料就是用丝网制成的各种填料，主要介绍实体填料。填料就是用丝网制成的各种填料，主要介绍实体填料。、拉西环、拉西环它通常是外径与高相等的圆筒体，可用陶瓷、金属或塑料制造它通常是外径与高相等的圆筒体，可用陶瓷、金属或塑料制造,其壁厚在

18、满足强度的条件下，尽可能薄。其壁厚在满足强度的条件下，尽可能薄。、鲍尔环、鲍尔环它在金属拉西环的壁上开一排或两排长方形的小窗，窗的叶片向它在金属拉西环的壁上开一排或两排长方形的小窗，窗的叶片向环中心弯曲并在中心处接搭，上下两排窗位置相错。环中心弯曲并在中心处接搭，上下两排窗位置相错。、鞍形填料、鞍形填料鞍形填料有两种形式矩鞍形和弧鞍形，矩鞍形填料是对称的，易鞍形填料有两种形式矩鞍形和弧鞍形，矩鞍形填料是对称的，易重合，填料利用率低；弧鞍形填料则避免了这种缺点。重合，填料利用率低；弧鞍形填料则避免了这种缺点。、阶梯环、阶梯环是对鲍尔环的进一步改进，它一端为圆筒形鲍尔环，另一端为喇是对鲍尔环的进一

19、步改进，它一端为圆筒形鲍尔环，另一端为喇叭圆筒形。这种填料形状不对称表面利用率高。叭圆筒形。这种填料形状不对称表面利用率高。实体填料实体填料4 4） 液体喷淋装置液体喷淋装置 液体喷淋装置也称液体再分布装置，作用是将液体均匀地喷洒液体喷淋装置也称液体再分布装置，作用是将液体均匀地喷洒在塔顶填料上，使填料表面能够全部被淋湿。常见的类型有在塔顶填料上，使填料表面能够全部被淋湿。常见的类型有: :喷洒喷洒型、溢流型和冲击型。型、溢流型和冲击型。喷洒型喷洒型管式喷洒器管式喷洒器环管多孔喷洒器环管多孔喷洒器莲蓬头喷洒器莲蓬头喷洒器溢流型溢流型盘式分布器盘式分布器槽式分布器槽式分布器冲击型冲击型管式喷洒器

20、管式喷洒器 适用于适用于DN300mmDN300mm的塔器，通过填料上的进液的塔器，通过填料上的进液管（直、弯或缺口）进行喷洒，其结构简单管（直、弯或缺口）进行喷洒，其结构简单, ,但喷淋面积较小且不均匀。但喷淋面积较小且不均匀。 图图2-33 2-33 管式喷洒器管式喷洒器环管多孔喷洒器环管多孔喷洒器 适用于适用于DN1200mmDN1200mm的塔器，其结构简单，制造和安装方便，的塔器，其结构简单，制造和安装方便，缺点是喷洒面积小，不够均匀，而且液体要求清洁，否则小缺点是喷洒面积小，不够均匀，而且液体要求清洁，否则小孔易堵塞。（环管下面开小孔，一般为孔易堵塞。（环管下面开小孔，一般为3 3

21、5 5排）。排）。 图图2-34 2-34 环管多孔喷洒环管多孔喷洒 莲蓬头喷洒器莲蓬头喷洒器 一般可用于塔径小于一般可用于塔径小于600mm600mm的塔中，莲蓬头的主要有半球形、碟的塔中，莲蓬头的主要有半球形、碟形、杯形，其优点是结构简单，制造安装方便，缺点是小孔易形、杯形，其优点是结构简单，制造安装方便，缺点是小孔易堵塞，不适于处理污浊液体。堵塞，不适于处理污浊液体。图图2-35 2-35 莲蓬头喷洒器莲蓬头喷洒器盘式分布器盘式分布器液体从中央进料管加到喷淋盘液体从中央进料管加到喷淋盘内，然后均匀地从喷淋盘上的内，然后均匀地从喷淋盘上的降液管处均匀往下喷淋。分布降液管处均匀往下喷淋。分布

22、板上钻有泪孔，以便在停工检板上钻有泪孔，以便在停工检修时排净板上的液体。修时排净板上的液体。图图2-36 2-36 中央进料的盘式分布器中央进料的盘式分布器槽式分布器槽式分布器主要用于主要用于DNDN1000mm1000mm的塔，其优点是自由截面大，适应性好，处的塔，其优点是自由截面大，适应性好，处理量大，操作弹性大，结构见下图，液体先加入分配槽，然后再理量大，操作弹性大，结构见下图，液体先加入分配槽，然后再由分配槽的开口处到喷淋槽，喷淋槽上有堰口，两侧有三角形或由分配槽的开口处到喷淋槽，喷淋槽上有堰口，两侧有三角形或矩形的开口，各开口的下缘应位于同一水平面上，再由此溢流到矩形的开口，各开口的下缘应位于同一水平面上，再由此溢流到填料上。填料上。图图2-37 2-37 分布槽分布槽1 1主槽主槽2 2分槽分槽图图2-38 2-38 槽式孔流分布器槽式孔流分布器冲击型分布器冲击型分布器下图所示为常用的反射式喷淋器，具有下图所示为常用的反射式喷淋器，具有一定速度的液体从管内流出，冲击在反一定速度的液体从管内流出，冲击在反射板上使液体向四周飞溅，达到均匀喷射板上使液体向四周飞溅，达到均匀喷淋的目的。淋的目的。图图2-39 2-39 反射板式喷淋器反射板