化工设备简介——塔设备

1、?化工行业设备大体分为 动设备和静设备静设备包括塔器、换热器、反应器、工业管式炉、气柜、储罐等，又称“化工设备”。?动设备是指有驱动机带动的转动设备亦即有能源消耗的设备，如压缩机、风机、离心机、泵等。即“三机一泵”。又称“化工机器”。塔设备通过其内部构件使气汽-液相或液-液相之间的充分接触，从而使不同相之间进行 质量传递和热量传递。塔设备完成的单元操作通常有：精储、吸收、解吸、萃取等，也可以进行介质冷却，气体的净制与干燥以及增湿等。是化工、石油、生物、 制药等生产过程中广泛采用的设备。化工生产对塔设备提出的要求：? 工艺性能好一一塔设备要使气、液两相尽可能充分接触，具 有较大的接触面积和别离空

2、间，以获得较高的传质效率。?生产能力大一一在满足工艺要求的前提下，要使塔截面上单 位时间内物料的处理量大。? 操作稳定性好一一当气液负荷产生波动时，仍能维持稳定、 连续操作，且操作弹性好。化工生产对塔设备提出的要求：? 能量消耗小一一要使流体通过塔设备时产生的阻力小、 压降 小，热量损失少，以降低塔设备的操作费用。?结构合理一一塔设备内部结构既要满足生产的工艺要求，又 要结构简单、便于制造、检修和日常维护。? 选材要合理一一塔设备材料要根据介质特性和操作条件进 行选择，既要满足使用要求，又要节省材料，减少设备投资费 用。?安全可靠一一在操作条件下，塔设备各受力构件均应具有足 够的强度、刚度和稳

3、定性，以确保生产的安全运行。?上述各项指标的重要性因不同设备而异，要同时满足所有要求 很困难。因此，要根据传质种类、介质的物化性质和操作条件 的具体情况具体分析，抓住主要矛盾，合理确定塔设备的类型 和内部构件的结构形式，以满足不同的生产要求。?塔设备的种类很多，常见的分类：按操作压力分为加压塔、常压塔及减压塔按单元操作分为精储塔、吸收塔、萃取塔、反应塔等。按塔内气、液接触构件的结构分为板式塔和填料塔。?目前工业生产中应用最广泛的是 填料塔和板式塔。填料塔是一种常用的气、液传质设备。它结构简单，塔内装有 填料, 其作用是使向下流动的液体与向上逆流的气体在填料层中充分接触 到达传质的目的。填料塔造

4、价低，阻力小，具有良好的耐腐蚀性能。?在生产中，当生产量较大时，一般采用板式塔。在板式塔中， 塔内设有许多块塔盘，相邻两块塔盘有一定的距离，气、液两相传质就在塔板上进行。板式塔具有单位处理量大，别离效果 好、重量轻、清理检修方便等特点。?无论是填料塔还是板式塔，大体上都是由塔体、支座、人孔或 手孔、除沫器、接管、吊柱及塔的内件等组成。1塔体塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上 下封头组成。塔设备通常安装在室外，因而塔体除了承受一定的操作 压力内压或外压、温度外，还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载 荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求2 支座塔体支座是塔

5、体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较大, 为保证其足够的强度及刚度，通常采用裙式支座简称“裙座”L裙座分为圆筒形和圆锥形两种。3人孔和手孔为安装、检修、检查等需要，往往在塔体上设置人孔或手孔。不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等要求不同。4接管为用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按其 用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取 样管、仪表接管、液位计接管等。5除沫器为用于捕集夹带在气流中的滴。除沫器工作性能的好坏对除沫 效率、别离效果都具有较大的影响。6 吊柱安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内件。板式塔是一种逐级板接触的气液传质设备。 塔内以塔板为

6、基 本构件，气体自塔底以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气 - 液相密切接触而进行传质传热，两相的浓度呈阶梯式变化。板式塔类型的不同，在于其中的塔板结构不同，常见的主要类型有：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔等。工作原理：正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后 由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿 过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆储有一定的液体，气体穿 过时两相接触进行传质。1泡罩塔是工业应用最早的板式塔，而且在相当长的一段时期内是板 式塔中较为流行的一种塔型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩（气液接触 元件）、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成。泡罩塔的优点：

7、操作弹性大，因而在负荷波动范围较大时，仍能保持塔的稳定操作及 较高的别离效率；气液比的范围大，不易堵塞等。泡罩塔的缺点：结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。目前，只是在某些情况如生产能力变化大，操作稳定性要求高，要求 有相当稳定的别离能力等要求时，可考虑使用泡罩塔。2 筛板塔也是应用历史较久的塔型之一， 与泡罩塔相比，筛板塔 结构简单，筛板塔结构及气液接触状况如下列图所示。 筛板塔塔盘分 为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部分。优点缺点你发的ppt里面有3 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有假设干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将 阀腿底脚

8、拨转90。，以限制阀片升起的最大高度，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，由于 定距片的作用，阀片与塔板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。优点，缺点你发的ppt里面有填料塔属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料为气液接触和传 质的基本元件。液体在填料外表呈膜状自上而下流动， 气体呈连续相 自下而上与液体做逆流流动，并进行气液两相间的传质与传热。 两相 的浓度或温度沿塔高呈连续变化。工作原理：操作时，液体自塔上部进入，并通过液体分布器 均匀喷洒于塔截面上，并在填料外表呈膜状流下；气体自塔下部进入， 通过填料层中的空隙由塔顶排出。气

9、液两相在液膜外表进行传质。结构：典型填料塔的结构如上图所示，主要部件有塔体、填料及支承、 液体分布器及再分布器、除沫器等。填料是填料塔的核心内件，它为气-液两相充分接触进行传热传质提供了外表积。可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料，规整填料你发的ppt里面有塔设备常见故障：工艺性故障； 机械性故障?工艺性故障：如操作时出现的液泛。漏液量大、雾沫夹带过多、 传质效率下降等。?机械性故障：塔设备振动、腐蚀破坏、密封失效、工作外表积 垢、局部过大变形、壳体减薄或产生裂纹等。脉动风力脉动风是由于风的不规则性引起的其强度随时间随机变化是塔设备产生振动的主要原因。?当脉动风力的变化频率或周期与塔自振频

10、率或周期相近时，塔体便产生共振。塔体产生共振后，塔发生 弯曲，倾斜，塔板效率下降，影响塔设备的 正常操作，甚至导致塔设备严重破坏，造成重大事故。防止产生共振，采取的措施：提高塔体的固有频率，从根本上消除产生共振的根源 一降低高度增加内径；增加壁厚或采用密度小、弹性量大的材料；在离塔顶0.22H处安装一个较支座。?增加塔体的阻尼，抑制塔的振动一一利用塔盘上的液体或塔 内填料的阻尼作用；在塔体外部装置阻尼器或减振器；在塔壁 上悬挂外包橡胶的铁链条；采用复合材料等。?采用扰流装置一一合理布置塔体上的管道、平台扶梯和其他 连接件，以破坏或消除周期性形成的漩涡；在塔体周围焊接螺 旋条。?塔体腐蚀：金属材

11、料制造；处理物料大多为各种酸、碱、盐、 有机溶剂及腐蚀性气体等介质。腐蚀类型：化学腐蚀，电化学腐蚀，局部腐蚀，均匀腐蚀。腐蚀原因：塔设备的选材，介质的特性，操作条件及操作过程等因素。防止腐蚀采取的措施：正确选材一不锈钢在大气，水及硝酸溶液中有很好的耐蚀性能； 铜 及铜合金在稀盐酸、稀硫酸中耐蚀。采用覆盖层一一将主体与介质隔绝。常用的有金属覆盖层和非金属 覆盖层。常用方法有电镀，喷镀，不锈钢衬里等。?采用电化学保护一一通过改变金属材料与介质电极电位来到 达保护作用。分为阴极保护和阳极保护两种，其中阴极保护法 应用较多。设计合理的结构一不合理的结构往往引起机械应力， 热应力，应力 集中和液体的滞留。添加缓蚀剂一一可以使设备腐蚀速度降低或者停止，但在选择缓蚀 剂时注意对某种介质的针对性，合理确定缓蚀剂的类型和用量。介质泄漏：一般发生在构件连接处。泄漏原因：安装法兰时未到达技术要求；受力过大引起法兰刚度不足 而变形；法兰密封件失效，操作压力过大等。采取措施：保证安装质量；改善法兰受力情况或更换法兰；选择合适的密封件材料或更换密封件；稳定操作条件，不超温，不超压。壳体减薄局部变形：介质腐蚀和物料冲刷。对其进行厚度测试，确定能否安全继续使用；设计时合理选择耐蚀，耐磨的材料或采用衬里，以确保其服役期内正常运行