化工AutoCAD教程—第6章.pdf

第6章 塔设备绘制 ▪本章导引 ▪塔设备设计基本知识 ▪塔总装配图绘制 ▪本章重点知识分析 本章目录 本章导引 塔设备是炼油，化工、轻工、制药等行业中用于原料或产品的浓缩及提纯的 重要设备。它可使气（汽）液或液液两相之间进行充分接触，达到相际传质及传 热的目的。它主要用于精馏，吸收，解吸、萃取等，此外，它在工业气体的冷却 与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等 单元操作之中也起着重要的作用。由于塔设备是原料预处理（如蒸馏塔将液体原 料变成气体以便于后面的气相催化反应）、产品提纯处理（如精馏塔，将产品的 纯度提高，直接影响最后产品的质量及数量），因此，塔设备的性能的好坏，对 于整个化工生产过程的产品产量、质量、生产能力和消耗定额、以及三废处理和 环境保护等均有很大影响；同时，塔设备的投资和金属用量，在整个生产工艺装 置中均占较大比例。因此，对塔设备的研究（包括设计和绘制），始终受到人们 极大的重视。 塔设备一般由塔设备本体、塔设备上附属构筑物（如操作平台、栏杆、梯子、 管线等）、支承塔设备的基础这三部分组成。塔设备应在满足化工工艺要求的前 提下，尽量做到以下几点： ①生产能力大，即气(汽) 、液处理量大； ②流体流动阻力小传； ③质效率高； ④结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易； ⑤操作弹性大，即在负荷波动较大时，仍能维持较高的效率； ⑥便于操作、控制及检修等。 事实上，我们再在计任何一台塔设备时，很难全部满足上述各项 要求；但我们应该从符合生产的基本要求、满足经济上的合理性、以 及在单位时间内，利用最少的能源和空间，生产加工最多的产品等方 面出发，予以全面考虑，使所设计的塔在满足基本要求的前提下，整 体性能达到最优。 本章将通过对塔设备一些基本知识介绍，具体讲解如何绘制塔设 备，大到绘制整体方案的确定，小到主要零配件的尺寸及绘制方法。 对于前面几章已经详细介绍过的绘制方法，我们将不在讲解，如封头 的绘制、接管的绘制，但我们会提供本章中有关这些零配件的具体尺 寸。 本章目录 塔设备设计基本知识 • 塔设备的分类 • 塔设备关键尺寸的确定 • 计算举例 塔设备的分类 为满足各种生产过程的需要，塔设备经过长期发展，形成了型式繁多的结 构．考虑到便于研究和比较，可以从不同的角度。对塔设备进行分类．例如： 按单元操作分为精馏塔，吸收塔、解吸塔和萃取塔等；按操作压力分为加压塔、 常压塔和减压塔；按塔内件结构分为板式塔和填料塔两大类，但如果将塔内无 任何构件也作为一类，则可以分为三类，见图6-1。 下面将三类塔设备再进行进一步的细分。 ⑴板式塔 板式塔以塔板作为汽(气) ，液接触的基本构件。气体自塔底向上以鼓泡喷射 的形式穿过塔盘上的液层，塔内气液两相呈逐级逆流操作，在塔板上传质元件 作用下，两相进行接触和分离，同时完成传质(和传热)任务。板式塔构造，除塔 板外，塔的内构件还包括降液管、受液盘、溢流堰、塔板支承件及紧固件等。 塔板选型后，应依次进行塔径、塔板及内构件的设计，然后用负荷性能图进行 结构设计的调整(或优化) ，直至满足塔内正常操作(或较佳操作) 。 除此之外，人们又按板式塔的塔盘结构的不同，将板式塔细分为多种塔。 常见板式塔的类型有：浮阀塔、泡罩塔、筛板塔、斜孔塔及穿流式塔板等。 图6-1 三类塔示意图 ① 浮阀塔 浮阀塔是现今应用最广的一种板型。浮阀塔板的结构特点时 在塔板上开有若干大孔（标准孔径为39mm），每个孔上装有一个可以上下浮 动的阀片。操作时由阀孔上升的气流，经过阀片于塔板间的间隙而与板上横流 的液体接触。浮阀开度随气体负荷而变。当气量很小时，气体仍能通过静止开 度的缝隙而鼓泡。 浮阀塔的突出特点是操作弹性大，由于压降及雾沫夹带均小，故板间距可 缩小。一般浮阀塔在生产能力、塔板效率及结构简单方面优于泡罩而不及筛板。 ②筛板塔 筛板塔的塔板上开有许多均匀分布的筛孔，孔径一般为 3~8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能维持一 定厚度的液层。操作时，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中 鼓泡而出，气液间密切接