第6章 塔设备绘制.ppt

1、第六章塔设备编制、本章导向塔设备设置修订基本知识塔总装配示意图本章重点知识分析、本章导向、本章目录、塔设备是炼油、化工、轻工、制药等行业用于原料和产品浓缩和精制的关键设备。 使气(蒸汽)液或液液两相间与一盏茶接触，达到相间传递和传热的目的。 它主要用于精馏、吸收、解吸、萃取等，在工业瓦斯气体的蒸发制冷和回收、瓦斯气体的湿式净化和干燥，以及兼顾气液传承与传热的加湿和减湿等针织面料操作中也发挥着重要作用。 因为塔设备是原料的预处理(如泡罩塔将液体原料转化为气体后的气相催化反应)、产品的精制处理(如提高精馏塔、产品的纯度，直接影响最后的产品品质和数量)，所以塔设备的性能好坏，对整个化工生产过程的产品

2、产量、质量、生产能力和消耗定额，三废处理和云同步，塔设备因此，塔设备的研究(包括设置修订和绘制)一直受到很大的重视。 塔设备一般由塔设备主体、附属于塔设备的构筑物(例如工作平台、栏杆、梯子、配管等)、支撑塔设备的基础三部分组成。 塔设备在满足化工过程要求的基础上，尽可能在生产能力大即瓦斯气体(蒸汽)、液处理量大、流体流动阻力小传质效率高的结构简单、材料消耗量少、制造和安装容易、操作弹性大即负荷变动大的情况下也能维持高效率在本章中，实际上我们在修订任何一个塔设备时，都很难满足上述各项要求，但是我们要满足生产的基本要求，满足经济合理性，并在单位时间内利用最少的能量和空间，加工最多的产品在本章中，介

3、绍了关于塔设备的几个基本知识，具体说明了如何描绘塔设备，到整体方案的确定为止很大，到主要零配件的尺寸和描绘方法为止都很小。 对于上一章中详细说明的描绘方法，虽然没有对封头的描绘、交接的描绘等进行说明，但在本章中对这些个的零配件的具体尺寸进行说明。本章介绍、塔设备设置修订基本知识、本章目录、塔设备分类塔设备牛鼻子尺寸的确定修订算例、塔设备的分类满足各种生产过程的需要，因此塔设备长期发展，形成型号繁多的结构，易于研究和比较，可从不同角度考虑。 为了分类塔设备，例如，按照每个针织面料操作，通过向精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等分类操作压力，分为加压塔、常压塔和减压塔，根据塔内部部件的结构，分类为板式

4、塔和填料塔两种，但塔内什么都没有的部件如果设为一种，则可分类为三种(参照图6-1 )。 其次，进一步细分3种塔设备。 板式塔板式塔以板式为蒸汽(瓦斯气体)，是液体接触的基本部件。 气体从塔底向上以气泡喷射的形式穿过塔上的液层，塔内气液两相阶段逆流操作，在塔上的质量因素的作用下，两相进行接触和分离，向云同步完成传质(和传热)任务。 板式塔的构造除了板式之外，塔的内部构件还包括降液管、受液盘、向上溢出堰、板式支承件及紧固件等。 选定塔段后，依次进行塔径、塔段及内部件的设定、修正，然后，利用负荷性能图进行结构、设定、修正的调整(或优化)，直至满足塔内正常操作(或优选的操作)。 此外，根据板式塔的塔结

5、构，将板式塔细分为多个塔。 常见的板式塔的类型有浮动阀塔、鰤鱼星空卫视塔、筛板塔、斜孔塔及穿流式塔等。塔设备修订基本知识，图6-1三种塔模式图，塔设备修订基本知识，浮动阀塔浮动阀塔是目前应用最广泛的板型。 浮动阀架的结构特点是，架上开了几个大孔(标准孔径39mm )，每个孔上都安装了可上下浮动的阀座。 在操作时从阀孔上升的气流通过阀座的台阶间的间隙与在板上横流的液体接触。 浮动阀的开度根据瓦斯气体负荷而变化。 即使在空气量小的情况下，也能够通过静止开度的间隙使气体起泡。 浮阀塔的特征是，由于操作弹性大，压降和雾的卷入小，所以可以减小大板块间距。 一般的浮阀塔在生产能力、搁板效率及结构简单方面优

6、于布氏星空卫视，不及筛板。 筛板塔筛板塔板上开有多个均匀分布的筛孔，孔径一般为38mm，筛孔在搁板上排列成正三角形。 在塔板上设置了向上溢出堰，使板上可以维持一定厚度的液层。 在操作时，上升气流通过网眼分散到细小的流股，在板上的液层起泡排出，气液之间紧密接触传递。 以正常的操作瓦斯气体速度，通过筛子孔上升的气流，可以阻止液体通过筛子孔向下泄漏。 筛板塔的主要优点是结构简单。 近年来，筛板塔得到了更广泛的应用。 其缺点是容易漏液，操作弹性小。 鰤鱼星空卫视塔的鰤鱼星空卫视塔的各个阶段的塔板开有几个孔，并且孔中焊接有短管作为上升瓦斯气体的通路，称为上升煤气管道。 升气管带有鰤鱼星空卫视，并且鰤鱼星

7、空卫视下部周边开有多个齿隙。 牙缝有矩形、三角形、梯形三种，常用矩形。 鰤鱼星空卫视排成全等三角形。塔设备设置修订的基本知识、操作时，液体横向流过梯田，用向上溢出堰在塔板上保持一定厚度的流动液层，齿缝浸入液层中形成液封。 上升气体通过齿隙进入液层后，分散成多个细小的气泡或股流，在板上形成起泡层和泡沫层，为气液两相提供了大量的传递界面。 布里星空卫视塔具有操作弹性大、板效率高、处理量大的优点，但由于结构复杂、成本高、压降大，所以使用上受到一定限制的舌型、浮型和斜孔型三个都是喷射型板式。 在舌型棚中，气流通过舌孔流出后，液体的流动被促进，因此在大液量时不会产生大的液面落差，同时由于蒸汽、液体并流，

8、雾沫的卷入大幅减少。 针对以上缺点，发明了具有舌形搁板的处理量大、压力降低、卷入小的优点和浮动阀的弹性大、效率高的优点的浮动搁板。 缺点是舌片容易破损。 斜孔塔板采用节流孔的反交错排列，避免了气液并流引起的气流不断加速现象，因此液层低均匀，雾沫卷入小，塔板效率提高，但由于孔固定，操作弹性小。 穿着流动电网塔的流动电网塔是没有向上溢出装置的大板块式塔。 属于这种梯级的有穿流式钴男同性恋塔、穿流式浮阀塔等。 在这样搁板的操作时，气液二相云同步地通过栅缝和网格。 根据材料的污染程度和所要求的效率等，隔离栅的间隙和筛孔的大小会有所不同。 由于省去向上溢出装置，该搁板具有生产能力大、结构简单、压降小、不

9、易堵塞的优点，而操作弹性小塔板的效率低。塔设备设置修订的基本知识、填料塔在填料塔中，塔内有一定高度的填充层。 液体从塔顶沿着填充材料表面从上向下以膜状流动，气体沿着填充材料层内部通路从下向上流动，气液两相间连续逆流接触，进行传递和传热。 显然，两相成分的浓度也沿塔高连续变化。 填料塔以填充剂作为气液接触的元件。 根据填充剂的不同，填料塔可以分为更多种类。 根据性能分为通用填充剂和高效填充剂的形状分为粒子型填充剂和规则填充剂，根据填充剂的结构分为实体填充剂和网状填充剂等。 填料塔的中心词材料有液体分散器、填充压板或床层限制板、填充剂、填充剂支撑、液体捕集器、液体再分散器等。填料塔特点：压力降低，

10、可用于真空蒸馏、吸收等操作。 结构简单，由耐腐蚀性材料制成，可用于腐食性介质的处理。 安装方便，可用于不应安装搁板的小径塔。 由于采用了新的高效填料，在许多大直径塔中取代板式塔成功，最大直径达到15m。 投资费用很高。 填料容易堵塞，因此不要处理容易混悬剂或凝固的材料。塔设备设置修改的基本知识、中空塔在中空塔内没有加入塔盘和填充剂，在塔内蒸发制冷作为容器储藏催化剂等加工过的重油，在有的塔内安装多个管束，在管外或管内加入催化剂，使参加反应的瓦斯气体在静止的催化剂下反应，反应塔、塔设备设置修正的基本知识、塔设备的牛鼻子尺寸的确定塔的高度(参照图6-2 )是主体高度Hz (有搁板或填充材料的空间的高

11、度)、顶部空间高度ha (包含第1层搁板或填充材料以上的部分、筒节、密封头及上面的引出管)、底部空间高度Hb (底部空间高度Hb )的此高度由于由半身裙高度Hs等部分组成，塔高度HHzHaHbHs (6-1)在具体的描绘过程中，需要留心底部的筒节与半身裙间不正好对接。 例如，塔的实际总高度和式(6-1)的修正计算填料塔的高度包括填充层的高度、喷射装置、再分器、气液出入口所需的高度、底部以及顶部的高度以及半身裙的高度等部分。 塔设备设置修正基本知识，图6-2的塔高模式图，本体高度因填料塔和板式塔的构造不同，本体高度的意思也不同。 大板块式塔的主体高度是从塔顶第1段的塔到塔底最终段的塔的垂直距离。

12、填料塔的主体高度是填充材料的高度。 蒸馏操作以理论塔板数的多寡表现塔的高度，而求出级数的方法很多，可分类于解析法、解法、逐次修正法等。 对于板式塔，首先利用塔效率将理论板层数换算成实板层数，然后根据实板层数和板间距离修正本体塔高。 即，HzNTHT/ET (6-2)式中的Hz塔高、m； NT塔内必要的理论板层数ET总板效率HT架段间距离，m。塔设备设置修订的基本知识、板间对棚级效率的影响分析、在一定的气液负荷和塔径条件下，增加板间可以减少气泡的卷入量，特别是对于容易起泡的物系，使板间保持较大的分离效果。 另外，在生产负荷变动大的情况下，为了提高操作的弹性，也需要增大板间距。 在决定大板块间距时

13、，还应考虑安装检查的必要性。 例如，在塔体的工作孔中，确保一盏茶有较高的工作空间，其值应在600mm以上。塔设备设置修订的基本知识、搁板间距离HT除直接影响塔高外，板间距离也与塔的生产能力、操作弹性即搁板效率有关。 在一定的生产任务下，采用大的板间距，允许高空塔瓦斯气体速度，塔径可以小，但塔高必须增加。 相反，在小的大板块间距下，只能允许小的空塔瓦斯气体速度，塔径变大，但塔高可以降低。 在板数多的精馏塔中，多采用小板间距离，适当增大塔径，降低塔高。 板间距离与塔径的关系，必须根据情况，结合经济权衡，反复调整，做出最佳的选择。 表6-1所示的经验数据可供选择板间距时参考。 板间距离的数值按规定选

14、择整数，例如300mm、350mm、450mm、500mm等。 对于填料塔，其高度主要取决于填充层的高度。要修正填充剂层的高度，a .传达单位法填充剂层的高度z传达单位高度传达单位数b .等板高度法等板高度(HETP )是相当于进一步理论架子的传达作用的填充剂层的高度。 也称为理论板当量高度。 显然，等板的高度越小，表示填料层的传递效率越高，可以降低完成一定的分离塔斯克所需的填料层的总高度。 等板高度不仅受填料的类型和尺寸的影响，还受系统物性、操作条件和设备尺寸的影响。 等板高度的补正算，到现在为止没有令人满意的方法，一般是在实验中测定，或者取技术装备的经验数据。 如果没有实际资料，只能参照相

15、关资料的经验方程。 在这种情况下，请注意使用的公式的适用范围。 火柴(Murch )的经验方程，即在方程式中的板(例如HETP )的高度，m； g气相的空塔质量速度、kg/(m2. h) D塔径、m； z填料层高度，m； 相对挥发度液相黏性系数，mPa .s； 液相密度、kg/m3； c1、c2、c3常数由填料的种类和大小决定。 其中一部分数据如表6-2所示。 塔设备设置修订基本知识，(6-3)，塔设备设置修订基本知识，等板高度的数据和相关结果，因为一般来自小型实验，所以不符合工业生产装置的实际情况很多。 估计产业装置所需填料层的高度时，可以参考产业设备的等板高度经验数据。 例如，直径25mm

16、的填料，等板高度接近0.5m。 直径50mm的填料、接近等板高度1m且直径0.6m以下的填料塔，等板高度与塔径大致相等，而塔处于负压操作时，等板的高度与塔径加上约0.1m相等。 用于填充剂层吸收操作的等板高度相当大，一般可估算为1.51.8m。 此外，等板高度的值因填料类型而异。 一般的实心填料的等板高度多为400mm以上。 例如，25mm的硅环HETP为0.5m，25mm的球环HETP为0.40.45m。 网状填料具有大的比表面积和孔隙率，是高效填料，其等板高度在100mm以下，例如CY型钴男同性恋网、网状填料等。塔的顶部、底部空间及半身裙高度的确定a .塔的顶部空间高度(管接头高度除外)塔

17、的顶部空间高度是指从塔顶1层的塔盘至塔顶封头切线的距离。 为了减少卷入塔顶出口气体的液体量，顶部空间通常设定为1.21.5m。 为了提高产品品质，有时必须更多地除去卷入到瓦斯气体中的雾的卷入，可以在塔顶设置除泡器。 用金属去除网的话，从网底到塔的距离就会超过架子间距。 b .塔的底部空间高度塔的底部空间高度是指从塔顶最终段的塔盘到塔下封头切线的距离。 如果种子文件系统有15min的缓冲容量，釜液的滞留时间可以取35min，否则必须取15min。 但是，对于釜液的产水量大的塔，停留时间一般为35min，对于容易结合的材料，缩短在塔底的停留时间，通常为11.5min。 因此，可以从釜液产水量求出底

18、部空间，从已知的塔径求出底部空间的高度。 c .种子文件大板块的空间高度种子文件大板块的空间高度取决于种子文件大板块的结构模式和种子文件状态。 如果是液相种子文件，其高度可以是大板块间距或稍大，如果是气相种子文件，则取决于进口形态。 d .支座高度塔体始终由半身裙支撑。 有两种半身裙样式：圆柱形和圆锥形。 所谓半身裙高度，是指从塔底封头切线到基圈的高度。 现在，以圆柱形的半身裙为例，可知半身裙的高度由从塔底封头的切线到输出管中心线的高度u和从输出管中心线到基准环的高度v两部分组成。 u的最小尺寸由釜液出口管尺寸决定v必须由工艺条件决定。 例如，考虑到与排出管连接的再沸器的高度、排出泵所需的头等，一般的半身裙高度为2500mm以上。 半身裙座的人孔通常是椭圆形，其尺寸为510(10001800)mm，容易出入。、塔设备设置修正的基本知识、板式塔的塔径修正算法塔径的初步修正可以根据产水量式修正塔径，即，(6-4)表观速度为，(6-5)式中的d塔径，m Vs塔内瓦斯气体产水量，m/s； 用u空塔的瓦斯