化工设备知识汇编.doc

塔类设备 冷换设备 废热锅炉 空气冷却器 空气预热器 法兰、垫片和紧固件 第一章 塔类设备 塔器是用于气相－液相与液相－液相间传质、传热的设备，它广泛应用于石油化工中的蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作。在炼油装置，它是完成炼油加工过程的主要场所，型式种类繁多，用途广泛，外形庞大，是炼油厂的关键设备。 1、塔的分类及性能指标 1.1 分类 (1) 按用途及在工艺过程中的作用可分为： 分馏塔、吸收塔、解吸塔、水洗塔、稳定塔、抽提塔和干燥塔等。 (2) 按结构形式分：板式塔、填料塔。 (3) 按操作压力分：常压塔、减压塔、高压塔。 1.2 塔设备的性能指标 塔设备除了满足特定的化工工艺条件（如温度、压力及耐腐蚀）外，评估塔设备基本性能指标主要包括以下几个方面： (1) 生产能力：即单位塔截面上单位时间的物料处理量。 (2) 分离效率：对板式塔指每层塔板所达到的分离程度，对填料塔指单位高填料所达到的分离程度。 (3) 适应能力及操作弹性：指对各物料性质的适应性以及在负荷波动时维持操作稳定性而保持较高分离效率的能力。 (4) 流体阻力：即气相通过单层塔板或单位填料层的压强降。 除以上几项外，塔的造价高低、安装、维修的难易以及长期运转的可靠性等因素，也是必须考虑的实际问题。 2、板式塔介绍 板式塔中，塔内装有一定数量的塔板，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔板上液层，使两相密切接触，进行传质，两相组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。它的结构主要包括：塔体、头盖、支座、塔板、接管、人孔、进料及抽出口、破沫板以及保温层。 2.1基本概念 （1）塔板开孔率 是指塔板上开孔总面积与塔截面积之比，是影响塔操作的重要因素。在塔的气液相负荷一定时，开孔率过大，会造成漏液；开孔率过小，会造成严重雾沫夹带。 （2）塔板效率 它是衡量板式塔每层塔板上传质平均效果的一个尺度。最通用的板效率，是指经过实际塔板的组成变化值和经过理论塔板的组成变化值之比。 （3）雾沫夹带 此种现象发生原因是由于流经塔板的汽相负荷过大引起的。当气体流量超过允许值时，离开塔板的气体夹带着泡沫或小液滴，由于气体速度过快，小液滴来不及沉降就带到上层塔板，这就是雾沫夹带，这种现象降低了塔板的效率。 （4）气泡夹带 这种现象的发生是由于通过降液管的回流液体负荷过大而引起的。液体是横流过塔，与气体充分接触后，出降液管流到下一层塔板，液体流入到降液管时，常常带有大量的气泡，它在管中应有足够的停留时间以便沉降，使泡沫分离成气体与清液，气体上升回到上层塔板。如果液相负荷增加，液体在降液管中的流速随之增加，那么液体在液管中的停留时间缩短。如果这个停留时间短到一定程度，使液体带着的气泡来不及分离带到下层塔板，就会降低吸收或解吸效果。 （5）漏塔 这种现象发生是由于塔板上的汽相负荷过小而引起的。当处理量太小时，塔内气速很低，大量液体由于重力作用，便从阀孔漏下，这种情况称为漏塔。由于液体没有和塔板上气体充分接触就漏到下层塔板，漏塔降低了塔板效率。 （6）淹塔 这种现象的发生是由于塔内液、汽相负荷过大而引起的。由于汽液负荷过大，液体充满了整个降液管，而使上下塔板液体连成一体，吸收或单板效果完全遭到破坏，这就是“淹塔”现象。 2.2塔板的种类及结构 （1）常用塔板有：浮阀塔板、圆形泡帽塔板、S型塔板、浮动喷射塔板、筛孔塔板、网孔塔板等。 （2）塔板结构包括四个基本部分： ①每块塔板上有特别的开孔，可供下层气体从中穿过。 ②每块塔板上有一定高度的溢流堰，以保证塔板上有足够厚的液层。 ③每块塔板上有降液管，供塔板上的液体流向下一层，降液管有圆形和弓形两种。 ④塔板有足够的面积和特殊结构，供汽、液相充分接触，以完成质和热的交换。 2.3几种塔板的优缺点及用途 塔 板 型 式 结 构 优 点 缺 点 用 途 泡 罩 型 圆形泡罩 复杂 1、在宽的负荷范围内可稳定操作； 2、弹性好。 1、费用高 2、板间距大 3、压力降较大 适用于广泛范围，板数少的更有利。 S形泡罩塔板 稍简单 简化了泡罩形式，性能同上 同 上 同 上 浮 阀 型 条形浮阀 简单 1、在宽的负荷范围内效率不降低； 2、最高负荷的效率也比泡罩塔高