塔设备

优点：生产能力提高，操作弹性大，气液 流动阻力比泡 罩塔小，但比筛孔板大。 塔板效率较高。 结构简单，造价低。 缺点：浮阀装卸清洗较困难，造价高。
导向浮阀塔盘
浮阀塔盘
上述泡罩、筛板及浮阀塔板都属于气相为分散相的 板型，即气体在鼓泡或泡沫状态下进行气液接触。但 为防止严重的雾沫夹带，生产能力受到限制。而近年 来发展起来的喷射型塔板克服了这个弱点。 喷射型塔板上，气体喷出的方向与液体流动的方 向一致，充分利用气体的动能来促进两相的接触。因 气体不再通过较深的液层而鼓泡，所以塔板压降降低， 雾沫夹带量减小，不仅提高了传质效果，而且提高了 生产能力。
7．导向筛板塔 导向筛板塔是近年来开发应用 的新型塔形。它在普通筛板塔 的基础上改进而成。它的结构 特点是：在塔盘上开有一定数 量的导向孔，通过导向孔的气 流与液流方向一致，对液流有 一定的推动作用，有利于减少 液面梯度；在塔板的液体入孔 处增设了鼓泡促进结构，有利 于液体刚流人塔板就可以生产 鼓泡，形成良好的气液接触条 件，以提高塔板利用率，减薄 液层，减小压降。与普通筛板 塔相比，塔板效率可提高13％ 左右，压降可下降15％左右。 优点：塔板利用率、效率较高，压 降小。 缺点：结构较复杂，造价较高。
常用填料大致分为两大类： （一）个体填料：拉西环、鲍尔环、阶 梯环、鞍形环等。 （二）规整填料：栅板、θ网环、波 纹填料
金属拉西环 四氟拉西环
四氟拉西环 瓷质拉西环
目前，鲍尔环以其 优良的性能为工业 上广泛采用。
4．金属环矩鞍填料


外形：环矩鞍填料既保留了鞍形 填料的弧形结构，又吸收了鲍尔 环的环形形状和具有内弯叶片小 窗的结构特征。 优点：通过能力大、压力降低、 滞液量小、容积重量轻(因为它采 用极薄的金属板轧制,仍能保持住 良好的机械强度）填料层结构均 匀，是一种开敞结构的、综合性 能较好的新型填料。特别适用于 乙烯、苯乙烯等减压操作。



特点：结构简单、压力降小、填料种类多、具有 良好的耐腐蚀性能，特别是在处理容易产生泡沫 的物料和真空操作时，有其独特的优越性。 发展：过去由于填料本体特别是内件的不够完善， 使得填料塔局限于处理腐蚀性介质或不宜安装塔 板的小直径塔。 近年来，由于填料结构的改进，新型高效填 料的开发，以及对填料流体力学、传质机理的深 入研究，使填料塔技术得到了迅速发展，填料塔 已被推广到所有大型气、液传质操作中。在某些 场合，甚至取代了传统的板式塔。
填料塔在操作时，保证在任一截面上气、液的分 布均匀十分重要，它直接影响到塔内填料表面的 有效利用率，进而影响传质效率。而气液是否能 均匀分布，取决于液体能否均匀分布，所以，液 体从管口进入塔内的均匀喷淋，是保证填料塔达 到预期分离效果的重要条件。液体是否初始分布 均匀，依赖于液体喷淋装置的结构与性能。 为了满足不同塔径、不同液体流量以及不同均布 程度的要求，液体喷淋装置有多种结构形式， 按操作原理可分为喷洒形、溢流形、冲击形等， 按结构又可分为管式、喷头式、盘式、槽式等形 式。

4．浮阀塔
浮阀塔是20世纪50年代发展起来 的板式塔。 塔板上开有若干大孔（标准孔径为 39mm），每个孔上装有一个可以上下 浮动的阀片，阀片本身有三条“腿”， 插入阀孔后将各股底脚板转90°，用 以限制操作时阀片在板上升起的最大 高度,阀片周边又冲出三块略向下弯的 定距片，当气速很低时，靠这个定距 片使阀片与塔板呈点接触而坐落在阀 孔上。
鞍形填料
属敞开型填料，如图所 示。敞开形填料的特点 是表面全部散开，不分 内外，液体在表面两侧 均匀流动，表面利用率 高，气体流动阻力小， 制造也方便
环矩鞍填料
（二）规整填料例如：栅板、θ网环、波纹填料等
丝网波纹填料
外形：丝网波纹填料由若干平行直立 放置的波网片组成。网片的波纹方向与 塔轴线成30度或45度，相邻两片波纹 方向相反，使得波纹网片之间形成一个 相互交叉又相互贯通的三角形截面的通 道网。组装在一起的波纹片周围用带状 丝网圈箍住，构成一个圆柱形的填料盘。 优点：由于结构紧凑，具有很大的比表面 积，且因气体和液体均不断重新分布， 气、液分布均匀，放大效应不明显，故 传质效率高，又因填料的规整排列，使 流动阻力减小。 缺点：造价高、抗污能力差，清洗、装卸 困难。 不适于处理粘度大，易聚合或有沉淀 物的物料
4、塔设备分类
从不同角度可以有不同分类 按操作压力分：加压塔；常压塔；减压塔 按单元操作分：精馏塔；吸收塔；萃取塔； 反应塔；干燥塔 按塔的内部结构分：板式塔和填料塔（最 常用的分类方式）
填料塔
填料塔是一种以连续方式进行气、液传 质的设备

结构：填料塔主要由塔体、填料、喷淋装 置、液体分布器、填料支承结构、支座等 组成。
优点：舌形塔盘物料处理量大，压
降小，结构简单，安装方便。 缺点：操作弹性小，塔板效率低。 被气体喷射的液流在通过降液 管时，会夹带气泡到下塔板， 气相夹带现象严重。
6．浮动舌形塔
浮动舌形塔盘是在塔板孔内 装设了可以浮动的舌片。浮动 舌片既保留了舌形塔倾斜喷射 的结构特点，又具有浮阀操作 弹性好的优点。 优点：处理量大、压降小、雾沫 夹带少、操作弹性大、稳定性 好、塔板效率高等优点（介于 浮动塔板与固定舌形塔板之 间）。结构简单，制造方便。 缺点：在操作过程中浮舌易磨损。

3．穿流板塔
穿流板塔与筛板塔相比，其结构特点是不设降 液管。气体和液体同时经由板上孔道逆流通过， 在塔盘上形成泡沫进行传质与传热。 常用的塔板结构有筛孔板和栅板两种。 优点：穿流板塔结构简单，制造、加工、维修简便， 塔截面利用率高，生产能力大，塔盘开孔率大， 压降小。 缺点：塔板效率较低，操作弹性较小。
1－法兰；2－塔体；3－塔盘圈；4－塔盘板；5－降液管；6－拉杆；7－ 8－压圈；9－填料；10－吊环；11－螺母；12－压扳；13－螺柱 14－支座（焊在塔体内壁上）；15－螺母
(2)重叠式塔盘
重叠式塔盘是在每一塔节的下部焊有一组支座， 底层塔盘安置在塔内壁的支座上，然后依次装入 上一层塔盘，塔盘间距由焊在塔盘下的支柱保证， 并用调节螺钉来调整塔盘的水平度。塔盘与塔壁 之间的缝隙，以软质填料密封后通过压板及压圈 压紧。
5．舌形塔 舌形塔板是喷射型塔板的一种， 其结构如下图所示。 塔板上冲出许多舌形孔，舌 片与板成一定角度，向塔板的 溢流出口侧张开，舌孔按正三 角形排列。塔板的液流出口处 不设溢流堰，只保留降液管， 上升气流穿过舌孔后，以较高 的速度（20～30m／s）沿舌片 的张角向斜上方喷出。液体流 过每排舌孔时，即为喷出的气 流强烈扰动而形成泡沫体，喷 射的液流冲至降液管上方的塔 壁后流入降液管中。
(三）填料的装填方式
分为乱堆和整砌两种。
乱堆填料
混堆填料层示意图
二、填料支承装置


填料支承结构的作用 填料的支承结构安装在填料层的底部，其作用是支撑 填料及填料层中所载液体，同时还要保证气流能均匀地进 入填料层，并使气流的流通面积无明显减少。

常用的填料支承装置有栅板、格栅板、波形板等。
三、液体喷淋装置
塔设备
3、化工生产对塔设备提出的要求如下。



①工艺性能好。 ②生产能力大。 ③操作稳定性好。 ④能量消耗小。 ⑤结构合理。 ⑥选材要合理。 ⑦安全可靠。
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。


四、液体再分布装置
当液体沿填料层流下时，由于周边液体向下流动阻力较小， 故液体有逐渐向塔壁方向流动的趋势，使液体沿塔截面分 布不均匀，降低了传质效率。为了克服这种现象，必须设 置液体再分布装置。同时，为了提高塔的传质效率，应将 填料层分段，在各填料层之间，安装液体再分布器。当采 用金属填料时，每段填料高度不应超过7m，采用塑料填 料时，每段填料高度不应超过4．5m。 工厂中应用最多的是锥形分布器。它的结构特点是将 分配锥倒装以收集壁流，并将液体通过设在锥壳上的3— 4根管子引入塔的中央。槽形分配锥有较大的自由截面， 可用于较大直径的塔。
塔盘结构
塔盘是板式塔完成传质、传热过程的主要部 件。 板式塔塔盘可分为穿流式与溢流式两大类。 穿流式塔盘上无降液管装置，气液两相同时 通过孔道逆流，处理量大，压降小。但塔板效率 较低，操作弹性较差。 溢流式塔盘上装有供液相流体进入下层塔板 的降液管，液层高度可通过堰高来调节，有利于 传质和传热。本节介绍溢流式塔盘。 塔盘由气液接触元件、塔板、受液盘、溢流 堰、降液管、塔盘支承件和紧固件组成
如图所示，主要构件如下。 Nhomakorabea

(1)塔体 塔体是塔设备的外壳，通常由等直径、 等壁厚的钢制圆筒和上、下椭圆封头组 成。 (2)支座 支座是塔体与基础的连接部件。塔体支 座的形式一般为裙式支座。 (3)塔内件 板式塔内件由塔板、降液管、溢流堰、 紧固件、支承件及除沫装置等组成。 (4)接管 为满足物料进出、过程监测和安装维 修等要求，塔设备上有各种开孔及接管。 (5)塔附件 塔附件包括人孔、手孔、吊柱、平台、 扶梯等。 根据塔板结构，板式塔可分为泡罩塔、 浮阀塔、筛板塔等形式。
（二）基本类型
——按照塔板结构，板式塔可分为泡罩塔、浮阀塔、筛 板塔等形式。
1．泡罩塔 泡罩塔是最早应用于工业生产 的典型板式塔。泡罩塔盘由塔板、 泡罩、升气管、降液管液流溢等组 成。生产中使用的泡罩形式有多种， 最常用的是圆形泡罩。 每层塔板上开有若干个孔，升 气管上覆以泡罩，上升气体通过泡 罩进入液层时，被分散成许多细小 的气泡，为气液两相提供了大量的 传质界面。
优点：相对于其他塔形操作稳定性较
好，易于控制，负荷有变化时仍有 较好的弹性，介质适应范围广。 缺点：生产能力较低，流体流经塔盘 时阻力与压降大，且结构较复杂， 造价较高，制造加工有较大难度。