《塔设备使用与管理》PPT课件

第二节 填料塔
填料塔是化学工业中最常用的气液 传质设备之一，填料塔具有结构简单，便于 用耐腐蚀材料制造，适应性较好的特点。
石化培训教程
塔设备使用与管理
吴健
目录
• 绪论 • 塔设备的结构 • 塔设备的维护 • 塔设备的检修 • 塔设备的试验与验收 • 塔设备的安全管理 • 常见塔设备的故障诊断与检修技术
第一章 绪论
一、塔设备的作用及地位
• 作用 使气（汽）液或液液两相之间进行充分接触，达
到相际传热及传质的目的。 • 地位
（倾流和偏流）
●气量过小
脉冲鼓泡（蒸气流动的脉动）
●气量过大
雾沫夹带
●气、液量均很大
液泛
第三节 塔设备的设计原则
2、气液的传热、传质过程中的几个概念
（1）塔板效率 在实际生产中，由于接触时间有限，液（雾）末夹带的
原因，还有制造和安装的关系，气液两相不能达到平衡的状 态，使实际的塔板数大于理论的塔板数。理论塔板数与实际 塔板数的比值就是塔板效率。 影响因素： （1）气、液两相的物理性质，如扩散系数，相对挥发度、粘度 等。 （2）操作参数，如气、液两相的流速、回流比、压力、温度等。 （3）塔的结构，能提供良好的两相接触，如大的截面、激励的 湍流等。
• 填料塔和板式塔结构 见右图。从图中可看 出，两种不同的塔结 构，均包括一些基本 部件，如塔体、支座 及塔体附件。而其不 同的内件结构则在介 绍两种塔型时分别介 绍。
板式塔
填料塔
第一节 塔设备的基本部件
（一）塔体
• 塔体是塔设备的主要部件，大多数塔体是等直径、等壁厚 的圆筒体，顶盖以椭圆形封头为多。但随着装置的大型化， 不等直径、不等壁厚的塔体已逐渐增多。塔体除满足工艺 条件对它提出的强度、刚度要求外，还应考虑风力、地震、 偏心载荷所带来的影响，以及吊装、运输、检验、开停工 等情况。
3、操作稳定， 操作弹性大。
4、压降小， 即流体流动 阻力小。
5、结构简单， 材料耗量小，制 造、操作、维修 方便。
6、耐腐蚀， 不易堵塞。
第三节 塔设备的设计原则
1、泡罩塔在设计中应注意的问题
●液量过小或液封高度不够
气体直接排开液体上
升，气液接触不良
（锥流）
●液量过大，蒸气量过小
液体从泡罩升气管流下
气液的传热、传质过程中的几个概念
第三节 塔设备的设计原则
（2）雾沫夹带 气体在液体内鼓泡后，穿过液层时总不免带有许多液滴，
小液滴相互碰撞形成大液滴落回液层，还有少量微小液滴被 蒸气夹带到上层塔盘称为雾沫夹带。由于雾沫夹带，往往使 塔板效率下降。 影响因素： ①处理量的大小：处理量大时，气相负荷也增大，塔内气速变 大，雾沫夹带就变得严重。 ②塔板间距：塔板间距不能太小，否则雾沫夹带量也加大。 ③塔盘结构：好的塔盘结构，能控制雾沫夹带量。
气液的传热、传质过程中的几个概念
第三节 塔设备的设计原则
（3）液泛
由于气液流量都很大，而板间距过小，降液管容积过小，上、 下两层塔板的压力降增大到使液体无法正常下流。部分液体不能通 过降液管流下被拦劫在塔板上，使泡沫层超过板间距而形成液泛。 其危害有：塔的压降急剧上升，效率急剧下降，正常操作被打破。 产生原因： ①气相量过大：使得大量液滴从泡沫层中喷出到达上层塔板，冷凝回 流后增大了液相管负荷及塔板的压力降，产生淹塔现象。 ②液相量过大：降液管面积不足，使液体不能及时通过，也会产生淹 塔。有时降液管堵塞也会产生这种现象。 主要的防治方法： ①尽量加大降液管截面积，但会减少塔板开孔面积。 ②改进塔盘结构，降低塔盘压力降。 ③控制液体回流量不能太大。
第一节 塔设备的作用及工作原理
二、塔设备的工作原理
• 能进行的单元操作 精馏、吸收、 解吸、气体的增湿冷却等。
• 工作原理（以常压分馏塔为例） 在炼油化工行业中，塔设备的操作目的就是从混合液
中将不同馏程的组分分离开来。原油是由许多不同分子量 的碳氢化合物组成的混合物。当给原油加热时，原油中分 子量较小，沸点低的组分就首先气化成油气而逸出。因此 说原油分馏的过程就是利用原油中各组分沸点的不同来使 之分离的过程。
第二节 塔设备的分类
按压力 按单元操作 按支承方式
加压塔、常压塔、减压塔
精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取 塔、反应塔、干燥塔、再生塔等
框架塔、自支承式塔
按塔内件结构 填料塔、板式塔
第三节 塔设备的设计原则
1、高的传质效 率，即气、液 两相充分接触， 相际传热面积 大。
2、生产能力大， 即气、液处理 量大。
气液的传热、传质过程中的几个概念
第三节 塔设备的设计原则
（5）气泡夹带 液体横流过塔盘，与气体接触后由降液管流到下层塔盘。
液体流入降液管时常带有大量的气泡，在降液管中停留足够 的时间，使泡沫分离成气体与清液，气体上升回到上层塔盘。 如果液相负荷增加，液体在降液管中流速增加，停留时间很 短，液体中夹带的气泡来不及分离就被带入到下一层塔盘， 这种现象称为“气泡夹带”。 危害：
严重的气泡夹带同样会降低塔盘的分离效率。 主要防治方法：
防止气泡夹带的主要措施是控制回流量。
第二章 塔设备的结构
塔的总体结构
主体部分（塔体、裙座）
内件（塔盘、降液管、溢流堰、 紧固件、支承件、除沫器等） 设备的接管口（人孔、手孔、物料
进出口接管、仪表口接管）
附件（吊柱、支承圈、平台等）
第一节 塔设备的基本部件
气液的传热、传质过程中的几个概念
第三节 塔设备的设计原则
（4）漏液 液体在塔盘上横向流过并经降液管流入下一层塔板。如
果气象负荷过小，塔内气速很低，大量的液体由于重力的作 用，会从阀孔或舌形塔板的舌孔直接漏到下一层塔ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，这种 现象称为漏液。 危害：
由于漏液，使气、液两相没有充分接触，降低了塔板的 效率。 主要防治方法： 处理量应控制在允许范围内，不可随意减少。
• 塔体材质常采用的有：碳素钢、低合金钢、不锈耐酸钢 （复层、衬里） 、锻件等。
第一节 塔设备的基本部件
（二）塔体支座
• 塔设备常采用裙式支座。它应当具有足够的强度和刚度， 来承受塔体操作重量、风力、地震等引起的载荷。
• 塔体支座的材质常采用碳素钢，也有采用铸铁的。
（三）塔体附件
（1）接管； （2）人孔和手孔； （3）吊耳； （4）吊柱； （5）平台和爬梯。