化工設(shè)備簡(jiǎn)介——塔設(shè)備

1、?化工行業(yè)設(shè)備大體分為 動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備靜設(shè)備包括塔器、換熱器、反應(yīng)器、工業(yè)管式爐、氣柜、儲(chǔ)罐等，又稱“化工設(shè)備”。?動(dòng)設(shè)備是指有驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備亦即有能源消耗的設(shè)備，如壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、泵等。即“三機(jī)一泵”。又稱“化工機(jī)器”。塔設(shè)備通過(guò)其內(nèi)部構(gòu)件使氣汽-液相或液-液相之間的充分接觸，從而使不同相之間進(jìn)行 質(zhì)量傳遞和熱量傳遞。塔設(shè)備完成的單元操作通常有：精儲(chǔ)、吸收、解吸、萃取等，也可以進(jìn)行介質(zhì)冷卻，氣體的凈制與干燥以及增濕等。是化工、石油、生物、 制藥等生產(chǎn)過(guò)程中廣泛采用的設(shè)備。化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備提出的要求：? 工藝性能好一一塔設(shè)備要使氣、液兩相盡可能充分接觸，具 有較大的接觸面積和別離空

2、間，以獲得較高的傳質(zhì)效率。?生產(chǎn)能力大一一在滿足工藝要求的前提下，要使塔截面上單 位時(shí)間內(nèi)物料的處理量大。? 操作穩(wěn)定性好一一當(dāng)氣液負(fù)荷產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，仍能維持穩(wěn)定、 連續(xù)操作，且操作彈性好。化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備提出的要求：? 能量消耗小一一要使流體通過(guò)塔設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的阻力小、 壓降 小，熱量損失少，以降低塔設(shè)備的操作費(fèi)用。?結(jié)構(gòu)合理一一塔設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)既要滿足生產(chǎn)的工藝要求，又 要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造、檢修和日常維護(hù)。? 選材要合理一一塔設(shè)備材料要根據(jù)介質(zhì)特性和操作條件進(jìn) 行選擇，既要滿足使用要求，又要節(jié)省材料，減少設(shè)備投資費(fèi) 用。?安全可靠一一在操作條件下，塔設(shè)備各受力構(gòu)件均應(yīng)具有足 夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)

3、定性，以確保生產(chǎn)的安全運(yùn)行。?上述各項(xiàng)指標(biāo)的重要性因不同設(shè)備而異，要同時(shí)滿足所有要求 很困難。因此，要根據(jù)傳質(zhì)種類、介質(zhì)的物化性質(zhì)和操作條件 的具體情況具體分析，抓住主要矛盾，合理確定塔設(shè)備的類型 和內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，以滿足不同的生產(chǎn)要求。?塔設(shè)備的種類很多，常見(jiàn)的分類：按操作壓力分為加壓塔、常壓塔及減壓塔按單元操作分為精儲(chǔ)塔、吸收塔、萃取塔、反應(yīng)塔等。按塔內(nèi)氣、液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔。?目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是 填料塔和板式塔。填料塔是一種常用的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塔內(nèi)裝有 填料, 其作用是使向下流動(dòng)的液體與向上逆流的氣體在填料層中充分接觸 到達(dá)傳質(zhì)的目的。填料塔造

4、價(jià)低，阻力小，具有良好的耐腐蝕性能。?在生產(chǎn)中，當(dāng)生產(chǎn)量較大時(shí)，一般采用板式塔。在板式塔中， 塔內(nèi)設(shè)有許多塊塔盤，相鄰兩塊塔盤有一定的距離，氣、液兩相傳質(zhì)就在塔板上進(jìn)行。板式塔具有單位處理量大，別離效果 好、重量輕、清理檢修方便等特點(diǎn)。?無(wú)論是填料塔還是板式塔，大體上都是由塔體、支座、人孔或 手孔、除沫器、接管、吊柱及塔的內(nèi)件等組成。1塔體塔體即塔設(shè)備的外殼，常見(jiàn)的塔體由等直徑、等厚度的圓筒及上 下封頭組成。塔設(shè)備通常安裝在室外，因而塔體除了承受一定的操作 壓力內(nèi)壓或外壓、溫度外，還要考慮風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載 荷。此外還要滿足在試壓、運(yùn)輸及吊裝時(shí)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求2 支座塔體支座是塔

5、體與基礎(chǔ)的連接結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗O(shè)備較高、重量較大, 為保證其足夠的強(qiáng)度及剛度，通常采用裙式支座簡(jiǎn)稱“裙座”L裙座分為圓筒形和圓錐形兩種。3人孔和手孔為安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔。不同的塔設(shè)備，人孔或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等要求不同。4接管為用于連接工藝管線，使塔設(shè)備與其他相關(guān)設(shè)備相連接。按其 用途可分為進(jìn)液管、出液管、回流管、進(jìn)氣出氣管、側(cè)線抽出管、取 樣管、儀表接管、液位計(jì)接管等。5除沫器為用于捕集夾帶在氣流中的滴。除沫器工作性能的好壞對(duì)除沫 效率、別離效果都具有較大的影響。6 吊柱安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。板式塔是一種逐級(jí)板接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 塔內(nèi)以塔板為

6、基 本構(gòu)件，氣體自塔底以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔板上的液層，使氣 - 液相密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，兩相的濃度呈階梯式變化。板式塔類型的不同，在于其中的塔板結(jié)構(gòu)不同，常見(jiàn)的主要類型有：泡罩塔、篩板塔、浮閥塔等。工作原理：正常工作時(shí)，液體在重力作用下自上而下通過(guò)各層塔板后 由塔底排出；氣體在壓差推動(dòng)下，經(jīng)均布在塔板上的開(kāi)孔由下而上穿 過(guò)各層塔板后由塔頂排出，在每塊塔板上皆儲(chǔ)有一定的液體，氣體穿 過(guò)時(shí)兩相接觸進(jìn)行傳質(zhì)。1泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最早的板式塔，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)是板 式塔中較為流行的一種塔型。泡罩塔盤的結(jié)構(gòu)主要由泡罩（氣液接觸 元件）、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成。泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)：

7、操作彈性大，因而在負(fù)荷波動(dòng)范圍較大時(shí)，仍能保持塔的穩(wěn)定操作及 較高的別離效率；氣液比的范圍大，不易堵塞等。泡罩塔的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、氣相壓降大、以及安裝維修麻煩等。目前，只是在某些情況如生產(chǎn)能力變化大，操作穩(wěn)定性要求高，要求 有相當(dāng)穩(wěn)定的別離能力等要求時(shí)，可考慮使用泡罩塔。2 篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一， 與泡罩塔相比，篩板塔 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，篩板塔結(jié)構(gòu)及氣液接觸狀況如下列圖所示。 篩板塔塔盤分 為篩孔區(qū)、無(wú)孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)你發(fā)的ppt里面有3 浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有假設(shè)干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將 閥腿底腳

8、撥轉(zhuǎn)90。，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣 體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于 定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上 可防止閥片與板面的粘結(jié)。優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)你發(fā)的ppt里面有填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以填料為氣液接觸和傳 質(zhì)的基本元件。液體在填料外表呈膜狀自上而下流動(dòng)， 氣體呈連續(xù)相 自下而上與液體做逆流流動(dòng)，并進(jìn)行氣液兩相間的傳質(zhì)與傳熱。 兩相 的濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。工作原理：操作時(shí)，液體自塔上部進(jìn)入，并通過(guò)液體分布器 均勻噴灑于塔截面上，并在填料外表呈膜狀流下；氣體自塔下部進(jìn)入， 通過(guò)填料層中的空隙由塔頂排出。氣

9、液兩相在液膜外表進(jìn)行傳質(zhì)。結(jié)構(gòu)：典型填料塔的結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要部件有塔體、填料及支承、 液體分布器及再分布器、除沫器等。填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣-液兩相充分接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)提供了外表積?？煞譃樯⒀b填料和規(guī)整填料兩大類。散裝填料，規(guī)整填料你發(fā)的ppt里面有塔設(shè)備常見(jiàn)故障：工藝性故障； 機(jī)械性故障?工藝性故障：如操作時(shí)出現(xiàn)的液泛。漏液量大、霧沫夾帶過(guò)多、 傳質(zhì)效率下降等。?機(jī)械性故障：塔設(shè)備振動(dòng)、腐蝕破壞、密封失效、工作外表積 垢、局部過(guò)大變形、殼體減薄或產(chǎn)生裂紋等。脈動(dòng)風(fēng)力脈動(dòng)風(fēng)是由于風(fēng)的不規(guī)則性引起的其強(qiáng)度隨時(shí)間隨機(jī)變化是塔設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因。?當(dāng)脈動(dòng)風(fēng)力的變化頻率或周期與塔自振頻

10、率或周期相近時(shí)，塔體便產(chǎn)生共振。塔體產(chǎn)生共振后，塔發(fā)生 彎曲，傾斜，塔板效率下降，影響塔設(shè)備的 正常操作，甚至導(dǎo)致塔設(shè)備嚴(yán)重破壞，造成重大事故。防止產(chǎn)生共振，采取的措施：提高塔體的固有頻率，從根本上消除產(chǎn)生共振的根源 一降低高度增加內(nèi)徑；增加壁厚或采用密度小、彈性量大的材料；在離塔頂0.22H處安裝一個(gè)較支座。?增加塔體的阻尼，抑制塔的振動(dòng)一一利用塔盤上的液體或塔 內(nèi)填料的阻尼作用；在塔體外部裝置阻尼器或減振器；在塔壁 上懸掛外包橡膠的鐵鏈條；采用復(fù)合材料等。?采用擾流裝置一一合理布置塔體上的管道、平臺(tái)扶梯和其他 連接件，以破壞或消除周期性形成的漩渦；在塔體周圍焊接螺 旋條。?塔體腐蝕：金屬材

11、料制造；處理物料大多為各種酸、堿、鹽、 有機(jī)溶劑及腐蝕性氣體等介質(zhì)。腐蝕類型：化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕，局部腐蝕，均勻腐蝕。腐蝕原因：塔設(shè)備的選材，介質(zhì)的特性，操作條件及操作過(guò)程等因素。防止腐蝕采取的措施：正確選材一不銹鋼在大氣，水及硝酸溶液中有很好的耐蝕性能； 銅 及銅合金在稀鹽酸、稀硫酸中耐蝕。采用覆蓋層一一將主體與介質(zhì)隔絕。常用的有金屬覆蓋層和非金屬 覆蓋層。常用方法有電鍍，噴鍍，不銹鋼襯里等。?采用電化學(xué)保護(hù)一一通過(guò)改變金屬材料與介質(zhì)電極電位來(lái)到 達(dá)保護(hù)作用。分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)兩種，其中陰極保護(hù)法 應(yīng)用較多。設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)一不合理的結(jié)構(gòu)往往引起機(jī)械應(yīng)力， 熱應(yīng)力，應(yīng)力 集中和液體的滯留。添加緩蝕劑一一可以使設(shè)備腐蝕速度降低或者停止，但在選擇緩蝕 劑時(shí)注意對(duì)某種介質(zhì)的針對(duì)性，合理確定緩蝕劑的類型和用量。介質(zhì)泄漏：一般發(fā)生在構(gòu)件連接處。泄漏原因：安裝法蘭時(shí)未到達(dá)技術(shù)要求；受力過(guò)大引起法蘭剛度不足 而變形；法蘭密封件失效，操作壓力過(guò)大等。采取措施：保證安裝質(zhì)量；改善法蘭受力情況或更換法蘭；選擇合適的密封件材料或更換密封件；穩(wěn)定操作條件，不超溫，不超壓。殼體減薄局部變形：介質(zhì)腐蝕和物料沖刷。對(duì)其進(jìn)行厚度測(cè)試，確定能否安全繼續(xù)使用；設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇耐蝕，耐磨的材料或采用襯里，以確保其服役期內(nèi)正常運(yùn)行