塔设备的使用与维护课件

基本要求
4. 阻力小。
5. 结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低。
6. 耐腐蚀，不易堵塞。
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各种塔设备
净化塔
填料塔
空气分离塔
解吸塔
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槽式液体分布器
金属鲍尔环及金属改型鲍尔 环填料
陶瓷孔板波纹填料
空气分离填料 θ环填料
槽盘式气液分布器
除沫器
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筛板塔应用历史较久，与泡罩塔相比结构简单，成本 降低40%左右，板效率提高10～15%，安装维修方便；但 是操作弹性不如泡罩塔，负荷有变动时，操作稳定性差， 介质黏性较大或含杂质较多时筛孔易堵塞。现有大筛孔 （孔径达20～25mm）、导向筛板等多种形式。
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筛 板 塔 结 构 及 气 液 接 触 状 况
化工设备使用与维护
第四章 塔设备的使用与维护
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第一节 塔设备工作过程及类型
塔设备是化工、炼油生产中最重要的工艺设备之一。它 可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触达到相际传质 及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有： 精馏、吸收、解吸及萃取等。由于其工作过程中两种介质主 要发生的是质量的传递，所以也将实现这些过程的设备叫传 质设备，从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器， 且高径比较大形如“塔”状，故习惯上称其为塔设备。
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1－吊柱； 2－气体出口； 3－回流液入口 ； 4－精馏段塔盘； 5－壳体； 6－料液进口； 7－人孔； 8－提馏段塔盘； 9－气体入口； 10－裙座； 11－釜液出口； 12－检查孔
1－吊柱； 2－气体出口； 3－喷淋装置； 4－人孔； 5－壳体； 6－液体再分布器； 7－填料； 8－泄料孔； 9－支承装置； 10－气体入口； 11－液体出口； 12－裙座 13－检查孔
证一定的效率。穿流式塔盘上的气液两相同时通
过塔板上的一些孔道流动，处理能力较大，压力
降较小，但效率及操作弹性较差。
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一、板式塔塔盘的形式及特点
溢流式:液相流经降液管，经过塔盘板，流经溢流堰，溢流堰高 度调节液层高度 。
优点：重量轻，处理量大，效率高，便于维修。 缺点：结构复杂，压力降大
4、斜喷型塔
(1) 舌形塔。舌形塔是应用较早的一种斜喷型塔，在塔盘上冲 出以一定方式排列的舌片，如图示。舌片开启一定角度，舌 孔方向与液流方向一致，气相喷出推动液体，液面梯度减小、 液层减薄、处理能力增大、压降减小。
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(2) 浮动舌形塔。 浮动舌形塔是20世纪
60年代研制的一种定向 喷射型塔板。如图示，一 端可以浮动，最大张角约 20°。舌片厚度1.5mm， 质量约20g。浮动舌形塔 处理能力大，压降小，舌 片可以浮动。塔盘雾沫夹 带及漏液较小，操作弹性 显著增加。板效率较高， 但其舌片容易损坏
泡罩塔应用已有一百多年历史，技术成熟、操作 弹性大、气液比的范围大，不易堵塞；但结构复杂、 造价高、气相压降大、安装维修不变。目前几乎被浮 阀塔和筛板塔所代替，只在某些情况，如生产能力变 化大，操作稳定性要求高，要求有相当稳定的分离能 力时才用。
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2．筛板塔
筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部 分，如图所示。液体从上层塔盘的降液管流下，横向流过塔 盘，越过溢流堰经溢流管流入下层塔盘，塔盘上依靠溢流堰 的高度保持其液层高度；蒸气自下而上穿过筛孔时，被分散 成气泡，在穿越塔盘上液层时，进行气液两相间的传质与传 热。
浮阀塔生产能力大，比泡罩塔提高20-40%；操作弹性大； 塔板效率较高，气液接触状态较好，气体沿水平方向吹入液层， 雾沫夹带较小；结构及安装较简单，重量较轻，制造费用低， 仅为泡罩塔的60～80%左右。但气速较低时，塔板有漏液，效 率下降；阀片有卡死和吹脱的可能，导致操作运转及检修的困 难；塔板压力降较大，妨碍了它在高气相负荷及真空塔中的应 用。
化工设备使用与维护 7 塔设备
化工设备使用与维护 7 塔设备
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板式塔
第二节 塔设备的结构
板式塔的塔盘，按其是否设置溢流装置，分为
溢流式和穿流式两大类。溢流式塔盘上有专供液
相流通的降液管，塔盘上的液层高度由溢流堰高
度来调节，因此可获得较大的操作弹性，并能保
穿流式:气，液两相同时通过塔板上的一些孔道流动。 特点：处理量大，压力降小。
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1．泡罩塔
泡罩塔是工业生产上最早出现的典型板式塔，最主要的 传质元件是泡罩。如图所示，由泡罩、升气管、溢流堰、降 液管及塔板等部分组成。
（a）泡罩塔板操作示意图
（b）圆形泡罩 （c）有帽缘的圆形泡罩
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34.85
30万t/a 乙烯
25.3
化纤
44.9
4.5万 t/a 丁二烯
54
化工设备使用与维护 二、 塔设备的类型
按操作压力（加压塔、常压塔、减压塔）
塔设备分类 组成：
按单元操作分（精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、 反应塔、干燥塔等）
按内件结构分（填料塔、板式塔）
塔体、支座、人孔及手孔、接管、除沫器、吊柱等。
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3、浮阀塔
浮阀塔气、液两 相流程与泡罩塔相似， 塔盘上开有一定形状 的阀孔，阀孔上有阀 片，蒸气从阀孔上升， 顶开阀片，穿过环形 缝隙，以水平方向吹 入液层，形成泡沫。 浮阀塔的气液传质元 件浮阀能随气速的增 减在相当宽的气速范 围内自由升降，保持 稳定操作。
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需要说明的是，有些设备虽形如“塔”状，但其工作原 理并非传质，二是反应或换热。如氨合成塔、凉水塔等。
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一、塔设备的基本要求
重要的单元操作设备，作用是实现气（汽）—液相或 液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传 热的目的。
1. 气液两相充分接触，相际间传热面积大。 2. 生产能力大，即气液处理量大。 3. 操作稳定，操作弹性大。
甲醇酒精回收塔
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填料塔
酒精回收塔
斜孔塔板 衬钛塔
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化肥厂塔设备
塔内件吊装
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塔设备的投资在过程设备中所占的比重
装置名称
塔设备投资的比例 （%）
装置名称 塔设备钢材耗量的比 例（%）
化工及石油化工
25.4
60万t，120万 t/a 催化裂化
48.9
炼油及煤化工