過程設備設計板式塔課件

1、517.2 填料塔過程設備設計一、柵板型支承結構最簡單，最常用。特點：結構：由相互垂直的柵條組成，放置于焊接在塔壁的支撐圈上。小塔徑整塊式柵板，大塔徑分塊式柵板。51柵板支承517.2 填料塔過程設備設計缺點：應用：散裝填料直接亂堆在柵板上時，將空隙堵塞而減少開孔率。廣泛用于規(guī)整填料塔。有時在柵板上先放置一盤板波紋填料，然后再裝填散裝填料。517.2 填料塔過程設備設計二、氣液分流型支承特點：高通量低壓降。為氣體及液體提供了不同的通道，避免了柵板式支承中氣液從同一孔槽中逆流通過。避免了液體在板上的積聚，利于液體的均勻再分配。517.2 填料塔過程設備設計1. 波紋式 結構：由金屬板加工的網(wǎng)板沖

2、壓成波形，焊接在鋼圈上。網(wǎng)孔呈菱形，波形沿菱形的長軸沖制。網(wǎng)板最大厚度，碳鋼為8mm，不銹鋼6mm，菱形長軸150mm，短軸為60mm，波紋高度為2550mm，波距一般大于50mm。517.2 填料塔過程設備設計2. 駝峰式 結構：組合式結構，其梁式單元體，尺寸寬290mm，高300mm，各梁式單元體之間用定距凸臺保持10mm 的間隙供排液用。各梁式單元體由鋼板沖壓成型。駝峰上具有條形側孔。板厚為：不銹鋼4mm，碳鋼為6mm。517.2 填料塔過程設備設計3. 孔管式將位于支承板上的升氣管上口閉，管壁上開長孔，氣體分布較好，液體從支承板上的孔中排出，特別適用于塔體用法蘭連接的小型塔。517.2

3、 填料塔過程設備設計7.2.2.2 填料塔的液體分布器 作用 液相加料及回流液均勻地分布到填料的表面上， 形成液體的初始分布。設計要點 液體分布點密度，分布點布液方式， 布液的均勻性等因素。 包括分布器結構形式、幾何尺寸確定、 液位高度或壓頭大小、阻力等。517.2 填料塔過程設備設計管式、槽式、噴灑式及盤式。D 400mm時，每 30cm2的塔截面設一個噴淋點D 750mm時，每 60cm2的塔截面設一個噴淋點D1200mm時，每240cm2的塔截面設一個噴淋點分布參數(shù)規(guī)整填料對液體分布均勻要求高，按每2050cm2塔截面設置一個噴淋點。位置高于填料層表面150300mm。結構分類517.2

4、 填料塔過程設備設計一、管式液體分布器 重力型分類壓力型517.2 填料塔過程設備設計1-進液口2-液位管3-液體分配管4-布液管重力型排管式液體分布器 進液口為漏斗形，內(nèi)置金屬絲網(wǎng)過濾器，以防止固體雜質進入體分布器內(nèi)。液位管2及液體分配管3可用圓管或方管制成。布液管 4一般由圓管制成，且底部打孔以將液體分布到填料層上部。517.2 填料塔過程設備設計優(yōu)點應用小塔整體式，大塔可拆式。風載作用下液體不會濺出。較高的分布質量。中等以下液體負荷及無污物的液料，特別是絲網(wǎng)波紋填料塔。517.2 填料塔過程設備設計壓力型管式分布器靠泵的壓頭或高液位通過管道與分布器相連，將液體分布到填料上。分為：排管式和

5、環(huán)管式。見下圖。517.2 填料塔過程設備設計壓力型管式分布器特點結構簡單，易于安裝，占用空間小，適用于帶有壓力的液體進料。注意只能用于液體單相進料，操作時必須充滿液體。517.2 填料塔過程設備設計二、槽式液體分布器為重力型分布器， 它是靠液位(液體的重力)分布液體。分為孔流型溢流型517.2 填料塔過程設備設計圖7-20 槽式孔流分布器1主槽2分槽分槽 2將主槽分配的液體，由槽底的布液孔均勻地分布到填料的表面上。主槽 1為矩形截面敞開式的結構，主槽的作用是將液體通過其底部的布液孔均勻穩(wěn)定地分配到各分槽中。一般情況下，最低液位以50mm為宜，最高液位由操作彈性、塔內(nèi)允許的高度及造價確定，一般

6、200mm左右。1槽式孔流分布器517.2 填料塔過程設備設計2槽式溢流型液體分布器結構 將槽式孔流型分布器的底孔改成側向溢流孔。溢流孔一般為倒三角形或矩形，它適用于高液量或物料內(nèi)有臟物易被堵塞的場合。 主槽可設置一個或多個，視塔徑而定，直徑2m以下的塔可設置一個主槽，直徑2m以上或液量很大的塔可設 2個或多個主槽。517.2 填料塔過程設備設計應用常用于散裝填料塔中 （其分布質量不如槽式孔流型分布器）。分槽寬度一般為100120mm，分槽高度一般為100150mm，分槽中心距一般為300mm左右。517.2 填料塔過程設備設計三、噴灑式液體分布器 與壓力型管式分布器相似，在液體壓力下，通過噴

7、嘴（而不是管式分布器的噴淋孔）將液體分布在填料上。 早期使用蓮蓬頭，由于分布性能差，現(xiàn)已很少使用。現(xiàn)利用噴嘴代替蓮蓬頭，取得較好的分布效果。主管支管接管噴嘴1 放大結構51噴灑式液體分布器517.2 填料塔過程設備設計三、噴灑式液體分布器噴嘴，包括結構、布置、噴射角度，液體的流量及安裝高度等。 噴嘴噴出的液體呈錐形，為了達到均勻分布，錐底需有部分重疊，重疊率為3040%，噴嘴安裝于填料上方約300800mm處，噴射角度約120。設計關鍵517.2 填料塔過程設備設計優(yōu)點 結構簡單、造價低、易于支承。氣體處理量大， 液體處理量的范圍寬。缺點 霧沫夾帶較嚴重，需安裝除沫器，且壓頭損失 大，要避免液

8、體直接噴到塔壁上，產(chǎn)生過大的 壁流。進料中不能含有氣相及固相。517.2 填料塔過程設備設計四、盤式液體分布器分類孔流式溢流式517.2 填料塔過程設備設計結構在底盤上開有液體噴淋孔并裝有升氣管。氣液的流道分開，氣體從升氣管上升，液體在底盤上保持一定的液位，并從噴淋孔流下。升氣管截面可為圓形，也可為錐形，高度一般在200mm以下。圖7-23 小直徑塔用盤式孔流分布器圖7-24 大直徑塔用盤式孔流分布器兩個分液槽安裝在矩形升氣管上，并將液體加入到盤上。1盤式孔流型液體分布器51盤式孔流型液體分布器517.2 填料塔過程設備設計2盤式溢流型分布器結構 將盤式孔流型分布器的布液孔改成溢流管。溢流管多

9、采用20mm，上端開60斜口的小管制成，溢流管斜口高出盤底20mm以上，溢流管布管密度可為每平方米塔截面 100個以上，適用于規(guī)整填料及散裝填料塔，特別是中小流量的操作。圖7-25 盤式溢流型液體分布器517.2 填料塔過程設備設計選用 對金屬絲網(wǎng)填料及非金屬絲網(wǎng)填料， 應選用管式分布器； 對于比較臟的物料，應優(yōu)先選用槽式 分布器； 對于分批精餾的情況，應選用高彈性 分布器。517.2 填料塔過程設備設計表7-3 液體分布器的性能比較管式噴灑式槽式孔流槽式溢流盤式孔流盤式溢流重力壓力壓力重力重力重力重力液體分布質量高中低-中高低-中高低-中處理能力(m3/m2h)0.25100.252.5范圍

10、較寬范圍寬范圍寬范圍寬范圍寬塔徑(m)任意0.4任意任意，通常0.6任意，通常0.61.21.2517.2 填料塔過程設備設計表7-3 液體分布器的性能比較(續(xù))留堵程度高高中-高中低中低氣體阻力低低低低低-高高高對水平度的要求低無無低載荷時高高低載荷時高高腐蝕的影響中大大大小大小液相夾帶重量低高高低低低低低低低中中高高517.2 填料塔過程設備設計7.2.2.3 液體收集再分布器 作用消除“壁流”，避免 “干錐”。 消除氣、液的徑向濃度差。做法在各段填料之間加液體收集再分布器。517.2 填料塔過程設備設計一、液體收集器1. 斜板式液體收集器上層填料下來的液體落到斜板上后沿斜板流入下方的導液

11、槽中，然后進入底部的橫向或環(huán)形集液槽。再由集液槽中心管流入再分布器中進行液體的混合和再分布。斜板在塔截面上的投影必須覆蓋個截面并稍有重疊。安裝時將斜板點焊在收集器筒體及底部的橫槽及環(huán)槽上。圖7-26 斜板式液體收集器517.2 填料塔過程設備設計斜板式液體收集器特點 自由面積大，氣體阻力小，一般不超過2.5mm水柱。 適用于真空操作。517.2 填料塔過程設備設計2. 升氣管式液體收集器結構與盤式液體分布器相同，只是升氣管上端設置擋液 板，以防止液體從升氣管落下，見圖7-27。517.2 填料塔過程設備設計 升氣管式液體收集器優(yōu)點將填料支承和液體收集器合二為一，占空間小，氣體分布均勻性好，用于

12、氣體分布性能要求高的場合。缺點阻力較斜板式收集器大，填料容易擋住收集器的布液孔。517.2 填料塔過程設備設計二、液體再分布器1. 組合式液體再分布器將液體收集器與液體分布器組合起來的分布器，且有多種形式。圖7-28（a）斜板式收集器與液體分布器的組合，用于規(guī)整填料及散裝填料塔。圖7-28 組合式液體再分布器（a）斜板式51支承板氣體液體支承圈臺再分布器7.2 填料塔過程設備設計圖7-28 組合式液體再分布器圖7-28（b）氣液分流式支承板與盤式液體分布器的組合。（b）混合性能不如（a），且容易漏液， 所占塔內(nèi)空間小。（b）支承板式517.2 填料塔過程設備設計2. 盤式液體再分布器 結構與升

13、氣管液體收集器相同（見圖7-27），只是在盤上打孔以分布液體。開孔的大小、數(shù)量及分布由填料種類及尺寸、液體流量及操作彈性等因素確定。517.2 填料塔過程設備設計3壁流收集再分布器圖7-29(a)分配錐。將沿塔壁流下的液體用再分配錐導出至塔的中心。圓錐小端直徑D10.70.8Di。分配錐安裝在填料層分段之間，以防氣體流動面積減少、氣體擾動、氣體死角，安裝困難。DiDl圖7-29 (a) 分配錐517.2 填料塔過程設備設計圖7-29 分配錐 （b）具有通孔的分配錐圖7-29（b） 分配錐上具有通 孔，改進結構。 通孔使通氣面積 增加，氣速變化 不大。DiDl517.2 填料塔過程設備設計玫瑰式

14、再分布器 具有較高的自由截面積，較大的液體處理能力，不易被堵塞；分布點多且均勻，不影響填料的操作及填料的裝填，將液體收集并通過突出的尖端分布到填料中。D0D1圖7-30玫瑰式壁流收集再分布器517.2 填料塔過程設備設計注意 上述壁流收集再分布器，只能消除壁流，而不能 消除塔中的徑向濃度差。 適用于直徑小于0.61m的小型散裝填料塔。517.2 填料塔過程設備設計7.2.2.4 填料的壓緊和限位裝置 目的 避免氣速較高或壓力波動較大時，填料層松動所引 起的氣、液相的不良分布，及散裝填料的流化。填料壓緊器用于陶瓷、石墨等脆性散裝填料。填料層限位器用于金屬、塑料制散裝填料及各種規(guī)整填料。517.2

15、 填料塔過程設備設計一、填料壓緊器 原理又稱填料壓板。自由放置于填料層上部，靠自身重量壓緊填料。當填料層移動并下沉時，它隨之一起下落，故散裝填料的壓板須有一定的重量。均可制成整體式或分塊式結構。517.2 填料塔過程設備設計圖7-31 網(wǎng)板式填料壓板由鋼圈、柵條及金屬網(wǎng)制成，當塔徑較大，可適當增強其重量。柵條式與圖7-14的柵板型支承板類似，只是空隙率大于70%。柵條間距約為填料直徑的0.60.8倍，或是底面墊金屬絲網(wǎng)以防止填料通過柵條間隙。517.2 填料塔過程設備設計二、填料限位器作用又稱床層定位器，用于金屬、塑料制散裝填料，及所有規(guī)整填料。防止高氣速，高壓降或塔的操作出現(xiàn)較大波動時，填料

16、向上移動而造成填料層出現(xiàn)空隙，影響塔的傳質效率。517.2 填料塔過程設備設計金屬及塑料制散裝填料用圖7-31的網(wǎng)板結構作為填料限位器。因為這種填料具有較好的彈性，且不會破碎，一般不下沉，填料限位器需要固定在塔壁上。小塔用螺釘將網(wǎng)板限位器的外圈頂于塔壁；大塔，用支耳固定。規(guī)整填料使用柵條間距為100500mm的柵板。51氣體分散裝置51過程設備設計7.3 板式塔7.3.3. 板式塔塔盤的結構塔盤溢流型穿流型溢流型塔盤具有降液管，塔盤上液層高度由溢流堰高度調節(jié)。操作彈性較大，效率較高。穿流式塔盤氣液兩相同時穿過塔盤上的孔，處理能力大，壓力降小，但操作彈性及效率較差。本節(jié)僅介紹溢流型塔盤的結構溢流

17、型塔盤組成塔板、降液管、受液槽、溢流堰和 氣液接觸元件等。51過程設備設計7.3 板式塔7.3.3.1 塔盤 分類按塔徑及結構分為整塊式塔盤及分塊式塔盤。整塊式塔盤DN700mm分塊式塔盤DN800mm51過程設備設計7.3 板式塔一、整塊式塔盤重疊式組裝方式定距管式結構塔體由若干塔節(jié)組成，內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤， 塔節(jié)間用法蘭連接。51過程設備設計7.3 板式塔1. 定距管式塔盤結構用定距管和拉桿將同一塔節(jié)內(nèi)的幾塊塔盤支承并固定在塔節(jié)內(nèi)的支座上，定距管起支承塔盤和保持塔盤間距的作用塔盤與塔體之間的間隙，以軟填料密封并用壓圈壓緊,見圖7-43。高度隨塔徑增加。塔徑DN=300500mm時，塔節(jié)高

18、度L=8001000mm；塔徑DN=600700mm時，塔節(jié)高度L=12001500mm。為方便安裝，每個塔節(jié)中的塔盤數(shù)為5-6塊。511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石棉繩過程設備設計7.3 板式塔圖7-43定距管式塔盤結構51過程設備設計7.3 板式塔2. 重疊式塔盤結構塔節(jié)下部焊有一組支座，底層塔盤支承在支座上，依次裝入上一層塔盤，塔盤間距由其下方的支柱保證，并可用三只調節(jié)螺釘調節(jié)塔盤的水平。塔盤與塔壁之間的間隙，同樣采用軟填料密封，用壓圈壓緊，見圖7-44。51過程設備設計7.3 板式塔圖7-44 重疊式塔盤結構 1調節(jié)螺栓 2

19、支承板 3支柱 4壓圈 5塔盤圈 6填料 7支承圈 8壓板 9螺母 10螺柱 11塔盤板 12支座51過程設備設計7.3 板式塔塔盤兩種結構角焊結構及翻邊結構。角焊結構見圖7-45。將塔盤圈角焊于塔盤板上。角焊縫為單面焊，焊縫可在塔盤圈外側或內(nèi)側。結構簡單，制造方便，但應考慮減小焊接變形引起的塔板不平。51過程設備設計7.3 板式塔（a）（b）圖7-45 角焊式整塊塔盤塔盤圈較高時用塔盤圈較低時用51過程設備設計7.3 板式塔圖7-46 翻邊式整塊塔盤（a）（b）直邊較短，整體沖壓成型塔盤圈與塔板對接焊而成塔盤圈由塔板直接翻邊而成，避免焊接變形51過程設備設計7.3 板式塔結構尺寸塔盤圈高度應

20、不低于溢流堰高度，常取h170mm。填料支承圈用810mm的圓鋼彎制并焊于塔盤圈上。塔盤圈外表面與塔內(nèi)壁面之間的間隙1012mm。圓鋼填料支承圈距塔盤圈頂面距離h23040mm。51過程設備設計7.3 板式塔圖7-47 整塊式塔盤的密封結構螺栓 2螺母 3壓板 4壓圈 5填料 6圓鋼圈 7塔盤密封結構軟填料密封，石棉線、聚四氟乙烯纖維編織填料。51過程設備設計7.3 板式塔二、分塊式塔盤直徑較大，便于制造，安裝、檢修，通過人孔送入塔內(nèi)，焊于塔體內(nèi)壁塔盤支承件上。焊制整體圓筒，不分塔節(jié)。見圖7-48。要求結構簡單，裝拆方便，足夠剛 性，便于制造、安裝和維修。51過程設備設計7.3 板式塔圖7-4

21、8 分塊式塔盤的組裝結構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51塔盤結構51過程設備設計7.3 板式塔分類自身梁式或槽式.常用自身梁式（將塔盤板沖壓出折邊，足夠剛性，結構簡單，節(jié)省鋼材），圖7-49 分塊式塔盤板51通道板、自身梁式塔板及其連接51過程設備設計7.3 板式塔通道板接近中央處設置，塔內(nèi)清洗和維修。在同一垂直位置上，以利采光和拆卸。也可用一塊塔盤板代替，見圖7-48。51過程設備設計7.3 板式塔橢圓墊板圖7-50雙面可拆結構51過程設備設計7.3 板式

22、塔塔盤之間及通道板與塔盤板之間采用上、下均可拆連接結構，見圖7-50所示。連接結構緊固件橢圓墊板及螺柱，見圖7-51。材質常用不銹鋼。塔盤板安放在焊接于塔壁的支承圈上。卡子用于塔盤板與支承圈的連接，卡子由卡板，橢圓墊板，圓頭螺釘及螺母等零件組成，見圖7-52?？ㄗ涌诪殚L圓形?？紤]到塔體橢圓度公差及塔盤板寬度尺寸公差等因素。51過程設備設計7.3 板式塔圖7-51 雙面可拆連接結構 橢圓墊板51過程設備設計7.3 板式塔圖7-52卡子的組裝結構1卡板 2橢圓墊板 3圓頭螺釘 4螺母51卡子連接51過程設備設計7.3 板式塔7.3.3.2 降液管 一、降液管的型式結構型式圓形和弓形兩類。圓形降液管

23、用于液體負荷低，塔徑較小，不容易引起泡沫的場合（圖7-53（a），(b)，（c）弓型區(qū)截面中僅有一小部分用于有效的降液截面。51過程設備設計7.3 板式塔結構型式圓形和弓形兩類。弓型降液管將堰板與塔體壁面間所組成的弓形區(qū)全部截面用作降液面積，見圖 7-53（d）。對于整塊式塔盤的小直徑塔，為了盡量增大降液截面積，采用固定在塔盤上的弓型降液管，見圖7-53（e）。弓型降液管適用于大液量及大直徑的塔，塔盤面積的利用率高，降液能力大，氣液分離效果好。51過程設備設計7.3 板式塔(a)(b)(c)(d)(e)固定在塔盤上的弓型降液管弓形區(qū)全部截面用作降液面積弓型區(qū)截面中僅有一小部分用于有效的降液截面

24、。圖7-53 降液管的型式51過程設備設計7.3 板式塔二、降液管的尺寸設計使夾帶氣泡的液流進入降液管后具有足夠的分離空間，將氣泡分離，僅有清液流往下層塔盤。圖7-54 降液管的液封結構51過程設備設計7.3 板式塔 a.液體在降液管內(nèi)的流速為0.030.12m/s； b.液流通過降液管的最大壓降為250Pa； c.液體在降液管內(nèi)的停留時間為3-5s，通常4s； d.降液管內(nèi)清液層的最大高度不超過塔板間距的一半； e越過溢流堰降落時拋出的液體，不應射及塔壁，降 液管的截面積占塔盤總面積的比例，通常為525%之間。液封高度hw防止氣體從降液管底部竄入，見圖7-54。間距ho降液管底端到下層塔盤受

25、液盤面的距離。 （hw-ho）=612mm。大型塔不小于38mm。51過程設備設計7.3 板式塔三、降液管的結構圖7-55 整塊式塔盤的弓型降液管結構（a）（b）（b）用于不銹鋼塔盤 或塔盤板較薄時（a）用于碳鋼塔盤，或塔盤板較厚整塊式塔盤的降液管，一般直接焊接于塔盤板上。51過程設備設計7.3 板式塔圖7-56 整塊式塔盤的圓形降液管結構(a)碳素鋼(b)不銹鋼用于碳鋼塔盤用于不銹鋼塔盤51過程設備設計7.3 板式塔具有溢流堰的長圓形降液管結構，不銹鋼塔盤的塔盤板應翻邊后再與降液管焊接，以保證焊接質量。圖7-57 整塊式塔盤的長圓形降液管結構51過程設備設計7.3 板式塔分塊式塔盤的降液管，

26、有垂直式和傾斜式 垂直式降液管小直徑或負荷小的塔，結構比較簡單 傾斜式降液管用于降液面積占塔盤總面積12%以上時，取傾角為10左右，使降液管下部的截面積為上部截面積的5560%，增加塔盤的有效面積。圖7-58 降液管的形式51過程設備設計7.3 板式塔圖7-59 可折式降液管的組裝結構（a）（b）（c）搭接式，組裝時可調節(jié)其位置的高低折邊輔助梁式，可增加降液板的剛度，但組裝時不能調節(jié)兼有可調節(jié)及剛性好的結構降液管與塔體的連接可折式及焊接固定式51過程設備設計7.3 板式塔焊接固定式降液管支承圈和支承板連接并焊于塔體上形成一塔盤固定件。適合于介質比較干凈，不易聚合，且直徑較小的塔設備。優(yōu)點結構簡單，制造方便。缺點不能對降液板進行校正調節(jié)，也不便于檢修。應用51過程設備設計7.3 板式塔7.3.3.3 受