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第八章 塔设备 2.2 塔设备 在石油、化工、轻工等部门，塔设备是一种应用极为广泛的 气液传质设备，由于化工生产中的工艺条件千差万别，因而与相 适应的塔设备的种类也是多种多样的，按其内部结构来分可分为 板式塔和填料塔。 2.2.1 板式塔 1）、板式塔的总体结构 ①、塔体与裙座结构 ②、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢流堰、紧固件和支承件。 ③、除沫装置：用于分离气体夹带的液滴，多位于塔顶出口处。 ④、设备管道：人孔、接管等。 ⑤、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、平台等。 2）、板式塔的工作原理 它由一个通常呈圆柱形的 壳体及其中按一定间距水平设 置的若干塔板所组成。板式塔 正常工作时，液体在重力作用 下自上而下通过各层塔板后由 塔底排出；气体在压差推动下, 经均布在塔板上的开孔由下上 穿过各层塔板后由塔顶排出,在 每块塔板上皆贮有一定的体， 气体穿过板上液层时,两相接触 进行传质。 2.2.1.2 板式塔的种类 板式塔按塔盘的结构又可分为:泡罩塔、浮阀塔和筛板塔。 1）、泡罩塔： 泡罩塔最主要的传质单元是泡罩， 它由升气管和带有梯形齿缝的圆筒形泡 罩组成，气体由下层塔板上升进入升 气管，通过泡罩齿缝与上层塔板上的 液体充分接触，进行传质或传热。 2）、浮阀塔 浮阀塔板是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上 下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚 拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。 阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定距 片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，在一定程度上 可防止阀片与板面的粘结。操作时，由阀孔上升的气流经阀片与 塔板间隙沿水平方向进入液层，增加了气液接触时间，浮阀开度 随气体负荷而变，在低气量时，开度较小，气体仍能以足够的气 速通过缝隙，避免过多的漏液；在高气量时，阀片自动浮起，开 度增大，使气速不致过大。 浮阀塔板的优点是结构简单、 造价低，生产能力大，操作弹 性大，塔板效率较高。其缺点 是处理易结焦、高粘度的物料 时，阀片易与塔板粘结；在操 作过程中有时会发生阀片脱落 或卡死等现象，使塔板效率和 操作弹性下降。 3)、筛板塔 塔板上开有许多孔径一般为3～8mm的小孔。 塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚 度的液层。操作时，气体经筛孔分散成小 股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触 而进行传热和传质。在正常的操作条件下, 通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛 孔向下泄漏。 2.2.1.3 塔盘的结构 塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔 盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要 保持一定的密封性以避免气、液短路。 1）、整块式塔盘 结构——塔体由若干塔节组成，内装有一定数量的塔盘，塔节间 用法兰连接。 2）、分块式塔盘 在直径较大的板式塔中，为了安装检修和增大塔板的刚度，将整 块塔盘分为若干块，这种塔盘称分块式塔盘，根据装配的位置不 同可分为：矩形板、弓形板和通道板三种。安装时由人孔将各块 板送入塔内，拼装在焊于塔壁上的支撑圈上。 2.2.2 填料塔 1）、填料塔的总体结构 ①、塔体 ②、喷淋装置 ③、填料 ④、液体再分布器 ⑤、填料支撑装置 ⑥ 、支座以及进出口等部件 2）、填料塔工作原理 液体从塔顶经液体分布器喷淋到填 料上，并沿填料表面流下。气体从 塔底送入，与液体呈逆流连续通过 填料层的空隙，在填料表面上，气 液两相密切接触进行传质。 2.2.2.1 填料的种类 填料塔的所有填料可分为实体填料和网体填料两大类。网体 填料就是用丝网制成的各种填料，主要介绍实体填料。 ①、拉西环 它通常是外径与高相等的圆筒体，可用陶瓷、金属或塑料制造, 其壁厚在满足强度的条件下，尽可能薄。 ②、鲍尔环 它在金属拉西环的壁上开一排或两排长方形的小窗，窗的叶片向 环中心弯曲并在中心处接搭，上下两排窗位置相错。 ③、鞍形填料 鞍形填料有两种形式矩鞍形和弧鞍形，矩鞍形填料是对称的，易 重合，填料利用率低；弧鞍形填料则避免了这种缺点。 ④、阶梯环是对鲍尔环的进一步改进，它一端为圆筒形鲍尔环，另一端为喇叭圆筒形。这种填料形状不对称表面利用率高。 图2—32 实体填料 2.2.2.2 液体喷淋装置 液体喷淋装置也称液体再分布装置，作用是将液体均匀地喷洒 在塔顶填料上，使填料表面能够全部被淋湿。常见的类型有:喷洒 型、溢流型和冲击型。 2.2.2.3 液体再分布器 当液体流过填料层时，流体慢慢地会从器壁流走（壁流）现象 产生，使液体分布不均匀，塔中央部分填料可能没有润湿，起不 到作用，降低了整个塔