7塔設(shè)備3學(xué)習(xí)課程

1、17.2 填料塔過程設(shè)備設(shè)計第1頁/共93頁第一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。27.2 填料塔過程設(shè)備設(shè)計工作原理第2頁/共93頁第二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。31.按塔板結(jié)構(gòu)泡罩塔篩板塔浮閥塔舌形塔等應(yīng)用最早第3頁/共93頁第三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。42.按氣液兩相流動方式錯流式：有降液管逆流式：無降液管 有降液管的塔板應(yīng)用較廣圖 732 錯流式和逆流式塔板第4頁/共93頁第四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。53.按液體流動型式單溢流型: 圖7-33（a）雙溢流型: 圖7-33（b）（a）單溢流型（b）雙溢流型第5頁/共93頁第五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。6

2、（1）泡罩塔第6頁/共93頁第六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。7第7頁/共93頁第七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。8塔盤主要結(jié)構(gòu): 由泡罩、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成。優(yōu)點：缺點：泡罩塔第8頁/共93頁第八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。9第9頁/共93頁第九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。10 錐流 設(shè)計及操作時應(yīng)避免的問題: 脈沖鼓泡 第10頁/共93頁第十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。11 偏流和傾流 過量霧沫夾帶 液泛第11頁/共93頁第十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。12第12頁/共93頁第十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。13(2) 浮閥塔自1

3、950 年代問世后，很快在石油、化工行業(yè)得到推廣，至今仍為應(yīng)用最廣的一種塔板。原理浮閥塔盤氣液接觸狀況 第13頁/共93頁第十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。14minmax定距片點接觸銳邊閥腳第14頁/共93頁第十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。15F1型浮閥結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，應(yīng)用最普遍，為定型產(chǎn)品。輕閥=1.5mm，重約25g。重閥=2.0mm，重約33g。F1型浮閥分輕閥和重閥。輕閥塔板漏液稍嚴(yán)重，除真空操作時選用外，一般均采用重閥。 第15頁/共93頁第十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。16優(yōu)點：缺點：浮閥塔第16頁/共93頁第十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。17（

4、3 3）篩板塔篩孔塔板出現(xiàn)也較早（1830年），是結(jié)構(gòu)最簡單的一種板型。但由于早期對其性能認(rèn)識不足，為易漏液、操作彈性小、難以穩(wěn)定操作等問題所困，使用受到極大限制。1950 年后開始對篩孔塔板進行較系統(tǒng)全面的研究，從理論和實踐上較好地解決了有關(guān)篩板效率，流體力學(xué)性能以及塔板漏液等問題，獲得了成熟的使用經(jīng)驗和設(shè)計方法，使之逐漸成為應(yīng)用最廣的塔板類型之一。 第17頁/共93頁第十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。18 塔板上開有許多小孔。 塔板上設(shè)置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。 操作時，氣體經(jīng)篩孔分散成小股氣流，鼓泡通過液層，氣液間密切接觸而進行傳熱和傳質(zhì)。 在正常的操作條件下,通過篩孔

5、上升的氣流，應(yīng)能阻止液體經(jīng)篩孔向下泄漏。第18頁/共93頁第十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。19優(yōu)點：缺點：第19頁/共93頁第十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。20(4)無降液管塔優(yōu)點：缺點：第20頁/共93頁第二十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。21（5）導(dǎo)向篩板塔兩項改進：液面落差導(dǎo)向孔霧沫夾帶液體剛進入塔板迅速鼓泡鼓泡促進裝置壓力降塔板利用率第21頁/共93頁第二十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。22第22頁/共93頁第二十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。23(6) 斜噴型塔前提第23頁/共93頁第二十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。24a. 舌形塔應(yīng)用最早的一

6、種斜噴射型塔板。結(jié)構(gòu)簡單，在塔板上沖出若干按一定排列的舌形孔，舌片向上張角，以20左右為宜。第24頁/共93頁第二十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。25優(yōu)點：缺點：1.張角固定，在氣量較小時，經(jīng)舌孔噴射的氣速 低，塔板漏液嚴(yán)重，操作彈性小。2.液體在同一方向上加速，有可能使液體在板上 的停留時間太短、液層太薄，板效率降低。 1. 舌形塔是噴射型塔，氣體噴出的方向和液體流動 的方向一致，可充分利用氣體動能促進氣液兩相 間的接觸，提高傳質(zhì)效率。2. 氣體不必通過較深的液層，壓力降小，霧沫夾帶 小，可采用較大氣速，故生產(chǎn)能力高。3. 結(jié)構(gòu)簡單，安裝、維修方便。改進a. 舌形塔第25頁/共93頁第

7、二十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。26b. 浮動舌形塔為使舌形塔板適應(yīng)低負(fù)荷生產(chǎn)，提高操作彈性，研制出了可變氣道截面（類似于浮閥塔板）的浮舌塔板。浮舌易損壞。第26頁/共93頁第二十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。27在塔板上開若干大孔(直徑100200mm)，按一定方式排列?？咨显O(shè)置側(cè)壁開有許多篩孔的泡罩，泡罩底邊留有間隙供液體進入罩內(nèi)。（7）垂直篩板塔氣流將由泡罩底隙進入罩內(nèi)的液體拉成液膜形成兩相上升流動，經(jīng)泡罩側(cè)壁篩孔噴出后兩相分離，即氣體上升液體落回塔板。液體從塔板入口流至降液管將多次經(jīng)歷上述過程。 第27頁/共93頁第二十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。28且氣液由水平

8、方向噴出，液滴在垂直方向的初速度為零，降低了液沫夾帶量，因此垂直篩板可獲得較高的塔板效率和較大的生產(chǎn)能力。 與普通篩板相比，垂直篩板為氣液兩相提供了很大的不斷更新的相際接觸表面，強化了傳質(zhì)過程；第28頁/共93頁第二十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。29為了減少塔板阻力提高處理能力，將升氣孔由平孔改成噴咀孔，使塔板阻力降低40%以上，可用于真空系統(tǒng)。新垂直篩板塔 第29頁/共93頁第二十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。30 塔的基本性能指標(biāo): 生產(chǎn)能力單位塔截面上單位時間的物料處理量 塔板效率 適應(yīng)能力指對各種物料的適應(yīng)性及負(fù)荷波動時維持操作 穩(wěn)定而保持較高分離效率的能力 操作彈性最大

9、蒸氣負(fù)荷 / 最小蒸氣負(fù)荷 流體阻力氣體通過每層塔板或單位高度填料層的壓力降 造價 操作是否方便板式塔: 每層塔板所達(dá)到的分離程度填料塔: 單位高度填料層所達(dá)到的分離程度第30頁/共93頁第三十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。31圖7-42 板式塔壓力降的比較 （縱坐標(biāo)為10MPa/理論值）第31頁/共93頁第三十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。32表7-4 板式塔性能的比較第32頁/共93頁第三十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。33結(jié)論浮閥塔在蒸氣負(fù)荷、操作彈性、效率方面比泡罩塔有明顯優(yōu)勢。篩板塔壓降小、造價低、生產(chǎn)能力大，除操作彈性較小外，其余均接近于浮閥塔。柵板塔操作范圍比較窄

10、，板效率隨負(fù)荷的變化較大。第33頁/共93頁第三十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。34按流動方式溢流型穿流型溢流型塔盤組成： 塔板、降液管、受液槽、溢流堰 和氣液接觸元件等。 第34頁/共93頁第三十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。35按塔徑及結(jié)構(gòu)整塊式分塊式當(dāng)DN700mm整塊式塔盤當(dāng)DN800mm分塊式塔盤當(dāng)700DN800mm根據(jù)實際任選塔盤的要求: a.有一定的剛度維持水平 b.塔盤與塔壁間有一定密封性避免氣、液短路 c.便于制造、安裝、維修 d.成本低塔盤類型:第35頁/共93頁第三十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。36（1） 整塊式塔盤重疊式: 圖7-44按組裝方式定距

11、管式: 圖7-43a. 定距管式塔盤結(jié)構(gòu)第36頁/共93頁第三十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。371塔盤板 2降液管 3拉桿 4定距管 5塔盤圈 6吊耳7螺栓 8螺母9壓板 10 壓圈11石棉繩圖7-43 定距管式塔盤結(jié)構(gòu)第37頁/共93頁第三十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。38支承結(jié)構(gòu)上部支承結(jié)構(gòu)下部第38頁/共93頁第三十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。39第39頁/共93頁第三十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。40定距管式塔盤支座沖壓式焊接式定距管式塔盤結(jié)構(gòu)第40頁/共93頁第四十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。411調(diào)節(jié)螺栓 2支承板3支柱 4壓圈5塔盤圈 6填料

12、7支承圈 8壓板 9螺母 10螺柱11塔盤板 12支座b. 重疊式塔盤第41頁/共93頁第四十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。42第42頁/共93頁第四十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。43整體支承板支柱：碳鋼不銹鋼38 2.538 3.5碳鋼不銹鋼3334bb分塊支承板第43頁/共93頁第四十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。44塔盤吊耳調(diào)節(jié)螺栓布置人工調(diào)節(jié)塔板水平度，D700mm時才用第44頁/共93頁第四十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。45角焊式圖7-45 角焊式整塊塔盤翻邊式圖7-46 翻邊式整塊塔盤第45頁/共93頁第四十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。46結(jié)構(gòu)尺

13、寸第46頁/共93頁第四十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。47整體塔盤與塔內(nèi)壁的密封結(jié)構(gòu)圖7-47 整塊式塔盤的密封結(jié)構(gòu)1.螺栓 2螺母 3壓板 4壓圈 5填料 6圓鋼圈 7塔盤軟填料密封，石棉線、聚四氟乙烯纖維編織填料。第47頁/共93頁第四十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。48壓板數(shù)量第48頁/共93頁第四十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。49塔盤用氟塑料密封結(jié)構(gòu)1-塔盤板2螺栓3聚四氟乙烯環(huán)4卡子5-塔體第49頁/共93頁第四十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。50壓圈當(dāng)塔盤和塔體的制造尺寸精確時，壓圈也可采用方鋼。500,4,7 7600,6,9 9DD或 或 第50頁/

14、共93頁第五十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。51（2） 分塊式塔盤 在直徑較大的板式塔中，為了安裝檢修和增大塔板的剛度，將整塊塔盤分為若干塊-分塊式塔盤。第51頁/共93頁第五十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。52第52頁/共93頁第五十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。53圖7-48 分塊式塔盤的組裝結(jié)構(gòu)9塔盤邊板10塔盤板11緊固件12通道板 13降液板14出口堰 15緊固件 16連接板通道板1出口堰2上段降液板3下段降液板4受液盤 5支撐梁6支撐圈7受液盤8入口堰第53頁/共93頁第五十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。54第54頁/共93頁第五十四頁，編輯于星期五：八點 三

15、十三分。55第55頁/共93頁第五十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。56槽式塔盤型式自身梁式平板式第56頁/共93頁第五十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。57圖7-49 分塊式塔盤板自身梁式(一)梁上不能開孔卡子孔1400Lmm1400Lmm第57頁/共93頁第五十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。58靠梁上螺栓連接槽式：開孔率大于自身梁式自身梁式槽式第58頁/共93頁第五十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。59平板式自身梁式自身梁式槽式第59頁/共93頁第五十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。60第60頁/共93頁第六十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。61內(nèi)部通道板目的: 便

16、于塔內(nèi)清洗和維修, 使人能進入各層塔盤位置: a.在塔盤板接近中央處設(shè)置 b.各層通道板在同一垂直位置上，以利采光 和拆卸。 c.也可用一塊塔盤板代替。第61頁/共93頁第六十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。62塔盤之間通道板與塔盤之間上、下均可拆圖7-50第62頁/共93頁第六十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。63第63頁/共93頁第六十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。64為裝拆迅速、方便, 緊固件常用不銹鋼。第64頁/共93頁第六十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。65塔盤板與支承圈的連接卡子卡板橢圓墊板圓頭螺釘螺母螺栓尾部溝槽方向與卡板長度平行注意：第65頁/共93頁第六十

17、五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。66卡板第66頁/共93頁第六十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。67橢圓墊板圓頭螺釘?shù)?7頁/共93頁第六十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。68降液管（1）圓形弓形結(jié)構(gòu)型式弓型區(qū)截面中僅有一小部分用于有效的降液截面。(a)(b)(c)由流體力學(xué)計算確定第68頁/共93頁第六十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。69(d)第69頁/共93頁第六十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。70(e)應(yīng)用：第70頁/共93頁第七十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。71（2）降液管的尺寸(1) 液體在降液管內(nèi)的流速為0.030.12ms(2) 液流通過降液管的最大

18、壓力降為250Pa(3) 液體在降液管內(nèi)停留的時間為35s，通常4s(4) 降液管內(nèi)清液層的最大高度不超過塔板間距的一半(5) 越過溢流堰降落時拋出的液體，不應(yīng)射及塔壁; 降液管的截面積占塔盤總面積的比例，通常為5 25%之間。降液管設(shè)計準(zhǔn)則第71頁/共93頁第七十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。72為防止氣體從降液管底部竄入液封高度hw降液管底端到下層塔盤受液盤面的距離h0（hw-h0）=612mm。大型塔不小于38mm第72頁/共93頁第七十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。73（2）降液管的結(jié)構(gòu)整塊式塔盤降液管：圖7-55, 7-56, 7-57用于碳鋼塔盤或厚塔盤用于不銹鋼塔盤或

19、薄塔盤降液管直接焊在塔盤板上第73頁/共93頁第七十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。74用于碳鋼塔盤用于不銹鋼塔盤第74頁/共93頁第七十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。75不銹鋼塔盤先翻邊再與降液管焊接第75頁/共93頁第七十五頁，編輯于星期五：八點 三十三分。76分塊式塔盤的降液管有垂直式和傾斜式 第76頁/共93頁第七十六頁，編輯于星期五：八點 三十三分。77減少氣泡發(fā)生，也有利于氣泡分離第77頁/共93頁第七十七頁，編輯于星期五：八點 三十三分。78降液管與塔體的連接可折式及焊接固定式圖7-59 可折降液管的組裝結(jié)構(gòu)（a）（b）（c）搭接式，組裝時可調(diào)節(jié)其位置的高低折邊輔助梁式

20、，可增加降液板的剛度，但組裝時不能調(diào)節(jié)兼有可調(diào)節(jié)及剛性好的結(jié)構(gòu)第78頁/共93頁第七十八頁，編輯于星期五：八點 三十三分。79第79頁/共93頁第七十九頁，編輯于星期五：八點 三十三分。80第80頁/共93頁第八十頁，編輯于星期五：八點 三十三分。81第81頁/共93頁第八十一頁，編輯于星期五：八點 三十三分。82受液盤 作用: a.保證降液管出口處的液封 b.改變流體流向緩沖作用 (凹形)2.平型型式凹型可拆式焊接固定式第82頁/共93頁第八十二頁，編輯于星期五：八點 三十三分。831塔壁2降液板3塔盤板 4受液盤5筋板（b）第83頁/共93頁第八十三頁，編輯于星期五：八點 三十三分。84 凹受液盤深度應(yīng)大于50mm， 但不超過塔盤間距的1/3第84頁/共93頁第八十四頁，編輯于星期五：八點 三十三分。85 液封盤: 在塔或塔段的最底層塔盤降液管末端設(shè)置 保證降液管出口處的液封 圖7-61, 62 淚孔：停工時排液用1-支承圈2-液封盤3-淚孔