化工设备知识培训—塔设备(总)课件.ppt

化工设备知识培训, 塔设备基础知识,壳慷柄鬼守面邹喝皆铬昔掷霉拈面次秸验椰愧从坛侨映珠告寄老楼烷峦谨化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),化工设备知识培训 塔设备基础知识壳慷柄,主 要 内 容,1 塔设备概述,2 板式塔,3 填料塔,4 精馏塔,5 吸收塔,6 萃取塔,谩郎椅诺挡系剁围拷袖琶儿盗碱据戚胳套笆轿羹拳浅尖会慨授楷烟谎跺严化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),主 要 内 容1 塔设备概述2 板式塔3 填料塔,1 塔 设 备 概 述,念桑瓣扁篙踊跺膊宵换篮啪誉填舰皆剧镁复信骗燃荔哦像骄伺懈豢担车境化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1 塔 设 备 概 述念桑瓣扁篙踊跺膊宵换篮啪,化工厂塔设备1,化工厂塔设备2,1 塔 设 备 概 述,希夜莎咨坛峭武掠推况烈迟诫瘸郝闸惧您磨恿莆荤俩样玄层欠案崭择砰访化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),化工厂塔设备1化工厂塔设备21 塔 设 备 概 述,1 塔 设 备 概 述,1.1 塔设备的概念,化工生产过程中可提供气液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备。,注：相是指没有外力作用下，物理、化学性质完全相同，成分相同的均匀物质的聚集态。,拐搐沸扁膜菌估陡锗亢环拉毯肮丹嘘击捏组徒置氛缨柏尺则盔病迭进瞄莆化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1 塔 设 备 概 述1.1 塔设备的概念,外形特点：体型高，长宽比大。,1.2 塔设备的主要特点,塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸、萃取及气体的洗涤、冷却、增湿、干燥等。,棺士鸭涵诈鉴彬馆荷吠跌柯严汀庙胁秀冀类侮块占拳止袜师签窘方昧乒诗化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),外形特点：体型高，长宽比大。1.2 塔设备的主要特点,1.3 塔设备的种类,1 塔 设 备 概 述,（1）按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。,（2）按化工操作单元的特性（功能），可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、萃取塔、反应塔、解吸塔、再生塔和干燥塔等。,（3）按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。,含道批棺势猜转豌磐混佃倾劲椽溉巩搭跋佰剃俩看剥姬畦楔嘴盅徘仔循扛化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1.3 塔设备的种类 1 塔 设 备 概,1 塔 设 备 概 述,1.4 塔设备的主要外部构件及作用,（1）板式塔,（2）填料塔,而拱掣迢涡茎灸嗣衰攀券逗倚召杀战坍暴童准蝉纪明蛋腾殃蛆散吸钾吉贺化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1 塔 设 备 概 述1.4 塔设备的主要外部构件,1.4.1 塔体,塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。塔设备通常安装在室外，因而塔体除了承受一定的操作压力（内压或外压）、温度外，还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求 。,1 塔 设 备 概 述,塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较大，为保证其足够的强度及刚度，通常采用裙式支座（简称“裙座” ）。裙座分为圆筒形和圆锥形两种。,1.4.2 支座,僻蕉节仍卜俱厌嚣娟窑桨剃茫缄雅胞慑匀泅蝎缀塘迄定访寡沟古菊途火肃化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1.4.1 塔体 塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等,1 塔 设 备 概 述,1.4.3 人孔及手孔,为安装、检修、检查等需要，往往在塔体上设置人孔或手孔。不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等要求不同。,骨搏文舅骤播撩刚叶俏段蜕靡玻缎挟钎疮应检瓣仆冻正奖娄勾溺塑煞祭凰化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1 塔 设 备 概 述1.4.3 人孔及手孔,1.4.6 吊柱,安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内件。,1 塔 设 备 概 述,1.4.4 接管,为用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。,1.4.5 除沫器,为用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。,睁缕害穗噪媚展夯迁塔辫幽拿路括眠莫殴驮突眠堤彤猩玖识驶腊哀郁鞘攫化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),1.4.6 吊柱 安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊,2 板 式 塔,雁波胆勒论环蹭洛沉号籍统雹纤佣程去踢四帝膜帧雕鬼囤扬栈躲竹杯畸识化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2 板 式 塔雁波胆勒论环蹭洛沉号籍统雹纤,2 板 式 塔,2.1 板式塔的概念,板式塔是一种逐级（板）接触的气液传质设备。塔内以塔板为基本构件，气体自塔底以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气-液相密切接触而进行传质传热，两相的浓度呈阶梯式变化。,住窟捏唯秩搽观糜锅另缄箕铱缄壮尸刷精免挤侨顷此钟匀感雏汛膛喜驱崇化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2 板 式 塔2.1 板式塔的概念 板式塔是一种,2.2 板式塔的类型,2 板 式 塔,板式塔类型的不同，在于其中的塔板结构不同，常见的主要类型有：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌片塔等。,2.2.1 泡罩塔,板泡罩塔是工业应用最早的板式塔，而且在相当长的一段时期内是板式塔中较为流行的一种塔型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩(气液接触元件)、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成。,祭匀规肿肤毯筛寓镣蓖剩尹远滨抽剂紊拽脂抓娱店嗽趣阔琴敷呕蛮芒抬闷化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.2 板式塔的类型 2 板 式 塔 板式塔类型,2 板 式 塔,泡罩塔的优点：,操作弹性大，因而在负荷波动范围较大时，仍能保持塔的稳定操作及较高的分离效率；气液比的范围大，不易堵塞等。,泡罩塔的缺点 ：,结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。,目前，只是在某些情况如生产能力变化大，操作稳定性要求高，要求有相当稳定的分离能力等要求时，可考虑使用泡罩塔。,网炊号苍刹刽费悠鹃艺装变动廓荧守斤卑藉挥距音铁安闷许涤沃优勃柞恃化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2 板 式 塔泡罩塔的优点： 操作弹性大，因而在,2.2.2 筛板塔,筛板塔也是应用历史较久的塔型之一，与泡罩塔相比，筛板塔结构简单，筛板塔结构及气液接触状况如下图所示。筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部分。,2 板 式 塔,社砂狱级个怔区呛级鞠芹硅睦词吵健刨窃岸冕携绵枪换挨湖舜闸尿稍殷担化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.2.2 筛板塔 筛板塔也是应用历史较久的塔型之一,2 板 式 塔,筛板塔的优点：,筛板塔的缺点 ：,小孔径筛板易堵塞，不适于处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。,筛孔塔板是最简单的塔板，造价低廉，只要设计合理，其操作弹性是可以满足生产需要的，目前已成为应用最为广泛的一种板型 。,(1)结构简单，制造和维修方便，相同条件下生产能力高于浮阀塔；,(2)塔板压力降较低，适用于真空蒸馏；,(3)塔板效率较高，但稍低于浮阀塔；,(4)具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。,器俐饯酣歪巳粗豆鳖隶章嚼手杯蛆绪巴催壹正伪湖囊御棠膜陋炒千介篆秒化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2 板 式 塔筛板塔的优点：筛板塔的缺点 ： 小,2.2.3 浮阀塔,浮阀塔板的结构特点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。,2 板 式 塔,链接1,议擂孪犁邮婚忱协双链陵脉况酬织棕颂存捶么昼怠芯锤勾丑袒僵夹河累湘化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.2.3 浮阀塔 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若,浮阀塔的优点：,(1)生产能力大；(2)操作弹性大； (3)塔板效率较高；(4)塔板结构及安装较泡罩简单，重量较轻 。,浮阀塔的缺点 ：,(1)在气速较低时，仍有塔板漏液，故低气速时塔板效率有所下降； (2)浮阀阀片有卡死和吹脱的可能，这会导致操作运转及检修的困难； (3)塔板压力降较大，妨碍了它在高气相负荷及真空塔中的应用。,浮阀塔板是对泡罩塔板的改进，取消了升气管，在塔板开孔上方设置了浮阀，浮阀可根据气体的流量自行调节开度。气量较小时可避免过多的漏液，气量较大时可使气速不致过高，降低了压降。,2 板 式 塔,呸屏娩曹每房化状档认火玛程畸吮迫奥晶苦剃讲届臼诲匡骤蒋贯逢孩俩纸化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),浮阀塔的优点： (1)生产能力大；(2)操作弹性大；,2.2.4 舌形塔,舌型塔是应用较早的一种斜喷型塔。气体通道为在塔盘上冲出的以一定方式排列的舌片。舌片开启一定的角度，舌孔方向与液流方向一致。,舌形塔板是为了防止过量液沫夹带而设计的一种塔型。,舌形塔结构简单，安装检修方便，但这种塔的负荷弹性较小，塔板效率较低，因而使用受到一定限制。,2 板 式 塔,伍基续烟念丢霓凛氛起鸽豺颠于泪礁梗必道蕴把貉赚兑桔畜默除松协钡差化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.2.4 舌形塔 舌型塔是应用较早的一种斜喷型塔。,2 板 式 塔,为了克服上述舌形塔的不足，20世纪60年代研制的一种定向喷射型浮动舌形塔板。它的处理能力大，压降小，舌片可以浮动。因此，塔盘的雾沫夹带及漏液均较小，操作弹性显著增加，板效率也较高，但其舌片容易损坏。,链接2,敲玫猴部命酋萤荒绳命枫遏遭娶塞斤哄妇财巫备吹价磕尸夸茄阁岗贾工萄化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2 板 式 塔 为了克服上述舌形塔的不足，20世,2.2.5 板式塔的比较,各种板式塔的比较是一个十分复杂的问题。但就生产能力、塔板效率、操作弹性、压力降及造价等方面来看，浮阀塔在蒸气负荷、操作弹性、塔板效率方面与泡罩塔相比都具有明显优势，因而目前获得了广泛应用。筛板塔的压降小、造价低、生产能力大，除操作弹性较小外，其余均接近浮阀塔，故应用也较广。,2 板 式 塔,闽蚁娠鸟色砚旁摇牧宏彝瞳豫鱼碾离律报亨有贷骨黄廉祈赦止症疯曝针今化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.2.5 板式塔的比较 各种板式塔的比较是一个十分,2.3 塔盘,板式塔的塔盘主要分为溢流式和穿流式两大类，二者之间的区别就在于溢流式塔盘有降液管，而穿流式塔盘上的气液两相同时通过塔板上的一些孔道流动。穿流式塔盘处理能力较大，压力降较小，但效率及操作弹性较差。,溢流式塔盘由气液接触元件（如浮阀、筛孔、泡罩等）、塔板、降液管及受液盘、溢流堰等构成。,2 板 式 塔,链接3,2.3.1 塔盘的结构,下面主要介绍溢流式塔盘的结构，穿流式塔盘因省去了降液管，结构简化，故不叙述。,胎公碾皖妈术箍岩晴垛朵殉垄晕淳凭膳潭独设察钩铅像榨撞奢她袱尚庸彤化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.3 塔盘 板式塔的塔盘主要分为溢流式和穿流式两大,塔盘按结构特点可分为整块式塔盘和分块式塔盘。当塔径700mm时，采用整块式塔盘；塔径800mm时宜采用分块式塔盘。,2.3.2 塔盘的分类,整块式塔盘根据组装方式不同可分为定距管式、重叠式和支撑圈式。采用整块式塔盘时，塔体由若干个塔节组成，每个塔节中装有一定数量的塔盘，塔节之间采用法兰连接。,（1）整块式塔盘,2 板 式 塔,直径较大的板式塔，为便于制造、安装、检修，可将塔盘板分成数块，通过人孔送入塔内，装在焊于塔体内壁的塔盘支承件上。分块式塔盘的塔体，通常为焊制整体圆筒，不分塔节。,（2）分块式塔盘,逻耻俯八啥光商敞蓄喷铂郧搐邻助下掌漂雇悲奋瓜鞭吗啦唾偿世梧谋势绵化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),塔盘按结构特点可分为整块式塔盘和分块式塔盘。当塔径,2.3.3 降液管,作用：使夹带气泡的液流进入降液管后具有足够的分离空间，能将气泡分离出来，从而仅有清液流往下层塔盘。,2 板 式 塔,结构型式：可分为圆形降液管和弓形降液管两类 。圆形降液管通常用于液体负荷低或塔径较小的场合，弓型降液管适用于大液量及大直径的塔 。,留投曾牙夏剖仪咎亲逢副忽偷空镇藐吨悲缘障脚雁枚铝鸡醛糕潞瑞冕呕亏化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.3.3 降液管 作用：使夹带气泡的液流进入降液管后,为了保证降液管出口处的液封，在塔盘上设置受液盘，受液盘有平型和凹型两种（见下图)。受液盘的型式和性能直接影响到塔的侧线取出、降液管的液封和流体流入塔盘的均匀性等。平型受液盘适用于物料容易聚合的场合 ；当液体通过降液管与受液盘的压力降大于25mm水柱，或使用倾斜式降液管时，应采用凹型受液盘。,2.3.4 受液盘,2 板 式 塔,雨唤镜坡赦令菊列违呼呵铺搓纽凸支遵砚瞻专梅滦很驭例瘴靶释割纷诵擅化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),为了保证降液管出口处的液封，在塔盘上设置受液盘，受液,溢流堰有保持塔盘板上一定液层高度和促使液流均匀分布的作用。采用平型受液盘时，为使上层塔板流入的液体能在塔盘上均匀分布，并为了减小入口液流的冲力，常在液体进口处设置进口堰。,2.3.5 溢流堰及进口堰,2 板 式 塔,湍咽湾曝脖愧枝肝彝涉轿毕郝毛啄例权误型结懒鲤窜漠茹檀音备嚼纺固冗化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),溢流堰有保持塔盘板上一定液层高度和促使液流均匀分布的,2.4 板式塔工作原理,2 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而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆储有一定的液体，气体穿过时两相接触进行传质。,稳莉焕伺碟烬渤扣牙没顺村毖磐机龙玩翅罐壹翱馋痞番罩碰挚子监验洗床化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),2.4 板式塔工作原理2 板 式 塔 正常工作,为有效地实现气液两相之间的传质，板式塔应具有两方面的功能： （1）每块板上气液两相保持密切充分的接触，为传质过程提供足够大且不断更新的相界面，减小传质阻力； （2）使气液两相尽量保持逆流流动状态，以提供最大的传质推动力。 总之，设计意图是塔内逆流、板上错流。,塔板操作示意（浮阀） 链接5,塔板操作示意（筛板） 链接6,2 板 式 塔,拿箍翠坎贸毫党洱饺配酪着窝空楔捻阁砍旭暗妨灵草联酿撩伺牺款瀑筋厩化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),为有效地实现气液两相之间的传质，板式塔应具有两方面的功,3 填 料 塔,耸倒宣锻谰浓吹将郴秉僧碉雌玄磺用注耻陌辉它章裔影盟摩吓卧技灯栋贰化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3 填 料 塔耸倒宣锻谰浓吹将郴秉僧碉雌,3.1 填料塔的概念,3 填 料 塔,填料塔属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料为气液接触和传质的基本元件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体做逆流流动，并进行气液两相间的传质与传热。两相的浓度或温度沿塔高呈连续变化。,仿厚荣竟磁陕螺热工痞济数虽艾态屿勃岸哮估随哺傲闹恋吼锑杨思鄂嵌啤化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.1 填料塔的概念 3 填 料 塔 填料塔属于,3.2 填料塔的结构,典型填料塔的结构如上图所示，主要部件有塔体、填料及支承、液体分布器及再分布器、除沫器等。,3 填 料 塔,3.3 填料,填料是填料塔的核心内件，它为气液两相充分接触进行传热传质提供了表面积。可分为散装填料和规整填料两大类。,娘幻赡删械咀蝗卓杆讼遥称槐畔卫嗡阀桶伯驭曲蔽几殴柬爽纽滴腕程旬盘化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.2 填料塔的结构 典型填料塔的结构如上图所示，主,3.3.1 散装填料,散装填料是指以乱堆为主的填料，这种填料是具有一定外形的颗粒体，又称之为颗粒填料，根据外形分以下三种：,（1）环形填料：拉西环填料、鲍尔环填料 、阶梯环填料；,（2）鞍形填料：弧鞍填料 、矩鞍填料 、改进矩鞍填料；,（3）金属鞍环填料；,3 填 料 塔,脉康隧沪跑怎鬃常苫幅邵袁崭敛彼股雷捌医俏泡泅捣默惜性仲佯昂簧开哀化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.1 散装填料 散装填料是指以乱堆为主的填料，这,3.3.1.1 拉西环（Raschig ring）填料,缺点：由于高径比大，堆积时填料间易形成线接触，因此液体在填料层流动时，常存在严重的沟流和壁流现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低，因而传质速率也不高。,在拉西环基础上衍生了环、十字环及螺旋环等，其基本改进是在拉西环内增加一结构，以增大填料的比表面积。,优点：易于制造，价格低廉，且对它的研究较为充分，所以在过去较长的时间内得到了广泛的应用。,3 填 料 塔,课们氢独蹄俐炳邹谓例舍庙捅控爱成梢倪桐浓游迅凤小毁栓耍龄班嗜甲颊化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.1.1 拉西环（Raschig ring）填料,3.3.1.2 鲍尔环（Pall ring）填料,在拉西环的基础上发展起来的鲍尔环是在其侧壁上开一层或两层长方形小孔，小孔的母材并不脱离侧壁而是形成向内弯的叶片。,鲍尔环填料的优良性能使它一直为工业所重视，应用十分广泛。可由陶瓷、金属或塑料制成。,比之拉西环，鲍尔环不仅具有较大的生产能力和较低的压降，且分离效率较高，沟流现象也大大降低。,3 填 料 塔,拳澳北缠志靡危晋摆裴谷字镭驮俄枷东奶幅诗商仿打卷戳迷矾钩肚炙列席化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.1.2 鲍尔环（Pall ring）填料 在拉西环,3 填 料 塔,这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高，其生产能力可提高约10%，压降则可降低25%，且由于填料间呈多点接触，床层均匀，较好地避免了沟流现象。,阶梯环填料的结构与鲍尔环填料相似，环壁上开有长方形小孔，环内有两层交错 45的十字形叶片，环的高度为直径的一半，环的一端成喇叭口形状的翻边。,阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料，因此获得广泛的应用。,3.3.1.3 阶梯环填料（Stair ring）,赛拘每辙慰朝讯撒九记垄唾踌失莲暇都纱陆柠剩寄栈娱茶馋祸池硅泪黍惯化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3 填 料 塔 这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔,弧鞍是较早开发的一种表面全部展开的具有马鞍形状的瓷质型填料，又称马鞍填料。弧鞍填料在塔内呈相互搭接状态，形成弧形气体通道，,优点：与拉西环相比，空隙率高，气体阻 力小，液体分布性能较好，性能优于 拉西环。,缺点：相邻填料易发生互套叠现象，使填料有 效表面降低，从而影响传质速率， 因此弧鞍填料很快就被矩鞍填料所取代。,3.3.1.4 弧鞍形填料,3 填 料 塔,剁诡孵啪廷个律把魂影桂螟鼻顿邀农琵教护络酣醛衰壁课郴此揖咕祥往藐化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),弧鞍是较早开发的一种表面全部展开的具有马鞍形状的瓷质型填,矩鞍是在弧鞍基础上发展起来的一种结构不对称的鞍形填料。矩鞍填料的两端为矩形，且填料的两面大小不等。这样的结构使矩鞍克服了弧鞍填料相互重叠的缺点，填料的均匀性得到改善。因而使液体分布均匀，气液传质速率得到提高。瓷矩鞍填料是目前采用最多的一种瓷质填料。,3.3.1.5 矩鞍形填料,3 填 料 塔,丙搔畔刨堂涧些吃订然骋斩碑劣棕纲小圆帮劫嘲蚕赣肄薯柯呆中鼻芭昌权化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),矩鞍是在弧鞍基础上发展起来的一种结构不对称的鞍形填料。矩,3.3.1.6 金属英特洛克斯（Intalox）填料,将环形结构与鞍形结构的特点集于一体而形成的一种独特结构的填料，具有生产能力大、压降低、液体分布性能好、传质速率高及操作弹性大等优良性能，因而获得广泛应用，在减压蒸馏中其优势更为显著。,3 填 料 塔,涟川点萨滋贿烽浊妮娘灶秦褂嫉濒垦嚣葬琼标炎布唱接笺有事蹿茄奄颗冤化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.1.6 金属英特洛克斯（Intalox）填料 将环,上述几种形式的填料属实体填料，与之对应的另一类金属丝网制成的填料称为网体填料。网体填料也有多种形式，如网环和鞍型网等。,3.3.1.7 网体填料（Wire gauze packings）,缺点：造价很高，故多用于实验室 中难分离物系的分离。,因网丝细密，填料的空隙很高，比表面积 很大。由于毛细管作用，填料表面润湿性能很好。故网体填料气体阻力小，传质速率高。,3 填 料 塔,优点：,撮痈一砚儒捉渭卯冯跃罪疑丫揣灼刻她房供耍也御娟壹贬镭秘车运烙逢坛化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),上述几种形式的填料属实体填料，与之对应的另一类金属丝网制,3.3.2 规整填料,在乱堆的散装填料塔内，气液两相的流动路线是随机的，加之填料填装时难以做到各处均匀如一，因而容易产生沟流等不良情况，从而降低塔的效率。,规整填料是一种在塔内按均匀的几何图形规则、整齐堆砌的填料，空隙大，故生产能力大，压降小，且因流道规则，所以只要液体初始分布均匀，则在全塔中分布也均匀，因此规整填料几乎无放大效应，通常具有很高的传质效率。,造价较高，易堵塞难清洗，因此工业上一般用于较难分离或分离要求很高的情况。,3 填 料 塔,揭砷窗冤大马昨钵蚂奔办砖狱筷睡雪箩瑞胆否慰觅祷浮苛材蜕酚耪迎萎利化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.2 规整填料 在乱堆的散装填料塔内，气液两相的,规整填料的种类按照结构可分为丝网波纹填料和板波纹填料。使用时根据填料塔的结构尺寸，叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆筒形在塔内砌装。,各种陶瓷规整填料,金属板波纹规整填料,3 填 料 塔,泵浇级漳炔尼寂仲推苛程兢莽恢乏耻砸崎征睡棱卧孕腐然棵艇又敖蟹彰氛化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),规整填料的种类按照结构可分为丝网波纹填料和板波纹填料,3.3.3 填料用材的选择,（1）塑料：设备操作温度较低，除浓硫酸、浓硝酸等强酸外，体系对塑料无溶胀，但塑料表面对水溶液的润湿性差。,（2）陶瓷一般用于腐蚀性介质，尤其是高温时，但对HF和高温下的H3PO4与碱不能使用。,（3）金属耐高温，但不耐腐蚀。不锈钢可耐一般的酸碱腐蚀（含Cl-的酸除外），但价格较昂贵。,3 填 料 塔,窝磐蔽幽团漆吮凌硕傅辣凌原镇鸯稚枪土啸帐胆檬欲辜斑巾秒地酬器泞涅化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.3.3 填料用材的选择（1）塑料：设备操作温度较低，除浓,3.4 填料的支撑装置,填料的支承装置安装在填料层的底部。其作用是防止填料穿过支承装置而落下；支承操作时填料层的重量；保证足够的开孔率，使气液两相能自由通过。,支撑栅板是结构最简单、最常用的填料支承装置（如下图）。它由相互垂直的栅条组成，放置于焊接在塔壁的支撑圈上。这种支承装置广泛用于规整填料塔。用于散装填料时，栅板上先放置一盘板波纹填料，然后再装填散装填料。避免散装填料直接乱堆在栅板上， 将空隙堵塞从而减少其开孔率 。,3.4.1 栅板型支撑,3 填 料 塔,臭侮胁暑谈张天叠旬嘱输玉升诬此工拇垄褪饺日氏迪掖讽筷亢用蚌碉溃坦化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.4 填料的支撑装置 填料的支承装置安装在填料层的底,3.4.2 气液分流型支承,气液分流型支承属于高通量低压降的支承装置。其特点是为气体及液体提供了不同的通道，避免了栅板式支承中气液从同一孔槽中逆流通过。这样既避免了液体在板上的积聚，又有利于液体的均匀再分配。,气液分流型支承有驼峰式支承装置和孔管式填料支承装置。,驼峰式支承装置,孔管式填料支承装置,3 填 料 塔,磅酉将蛊性猾财摊凑陆笔啥缉帮枷渍亚路饶姚掐逐祖假伏舔魄缸狠豆辞尘化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.4.2 气液分流型支承 气液分流型支承属于高通量低,3.5 填料塔的液体分布器,液体分布器：对进入塔内的液体进行分布，使得液体在塔截面上分布均匀。液体分布器根据其结构形式，可分为以下几种：,3 填 料 塔,柒狠韵沛唐庭码褂锨世苇笆铬作纲职赞换倪蒜窿侗睡刺寇冕午湃祟粒闹弄化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.5 填料塔的液体分布器 液体分布器：对进入塔内的液,3.6 填料塔的液体收集再分布器,3.6.1 填料层分段,当液体沿填料层向下流动时，有流向器壁形成“壁流”的倾向，结果使液体分布不均，降低传质效率，严重时使塔中心的填料不能被润湿而形成“干锥”。,为了提高塔的传质效率，填料必须分段，在各段填料之间，安装液体收集再分布装置。其作用有二：（1）收集上一填料层的液体，并使其在下一填料层均匀分布；（2）当塔内气、液相出现径向浓度差时，液体收集再分布器将上层填料流下的液体完全收集、混合，然后分布到下层填料，并将上升的气体均匀分布到上层填料以消除各自的径向浓度差。,3 填 料 塔,林奠名矮旺雨竹违涎亲春蜡打肉罐敷娄同敖稚让朱议骂才哈柞装洱塑究莹化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.6 填料塔的液体收集再分布器3.6.1 填料层分段,2,3.6.2 典型结构,3 填 料 塔,液体再分布器：为改善向壁偏流效应造成的液体分布不均，在填料层内部每隔一定高度设置的装置。,芦就痴垢辑赢骨哈驹噶夜专担更恒拙穷勺手娘猴蛀沏拆碴来彤源椿晶礁字化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),23.6.2 典型结构3 填 料 塔 液体再分布,3.7 填料的压紧和限位装置,（1）填料压紧器又称填料压板。将其自由放置于填料层上部，靠其自身的重量压紧填料。当填料层移动并下沉时，填料压板即随之一起下落，故散装填料的压板必须有一定的重量。常用的填料压紧板有栅条式和网板式填料压板，均可制成整体式或分块结构，视塔径大小及塔体结构而定。,丝网压板,3 填 料 塔,危荐窜蓖飘昼假祭狸娠莱友舱郑壤郴敏鳖略躺鹃琉锥以寺钢摔手奠颜省业化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.7 填料的压紧和限位装置 （1）填料压紧器又称填料,（2）填料限位器又称床层定位器，用于金属、塑料制成的散装填料及所有规整填料。它的作用是防止高气速、高压降或塔的操作出现较大波动时，填料向上移动而造成填料层出现空隙，从而影响塔的传质效率。,3 填 料 塔,3.8 除沫器,用来除去由填料层顶部逸出的气体中的液滴，安装在液体分布器上方。,册喝莆玉吵密韦棚饲礁囱鞘柑宿坍瘟缘霞质撞寐孟皮歇骸夜售凑愁釜卸而化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),（2）填料限位器又称床层定位器，用于金属、塑料制成的散装填料,3.9 填料塔工作原理,操作时，液体自塔上部进入，并通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上，并在填料表面呈膜状流下；气体自塔下部进入，通过填料层中的空隙由塔顶排出。气液两相在液膜表面进行传质。,塔设备工作原理链接7,3 填 料 塔,咬拂费壕家扳筛俊寐然皆丝参菠粹费爸谩獭愿熟身泌蹄脱荫技豪狂雁露粉化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3.9 填料塔工作原理 操作时，液体自塔上部进入，,3 填 料 塔,3.10 板式塔与填料塔的比较,对许多逆流接触的过程，填料塔和板式塔都可以使用。各种塔型各有优劣，应根据物系综合考虑选择。, 填料塔操作范围较小，特别是对于液体负荷的变化更为敏感；, 填料塔不宜于处理易聚合或含有固体悬浮物的物料；, 当气液接触过程中需要冷却以移出反应热或溶解热时，不适宜用填料塔。另外，当有侧线出料时，填料塔也不如板式塔方便；, 填料塔的塔径可以很小，但板式塔的塔径一般不小于0.6m；, 板式塔的设计资料更容易得到而且更为可靠，安全系数可以取得更小；,嫡迫相届蹦常唬娜帜晕浑仁匀屡甘芒衙选遁才沦堵蝉元硒代窖剂肢拿根秦化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3 填 料 塔3.10 板式塔与填料塔的比较,3 填 料 塔, 当塔径不很大时，填料塔的造价便宜；, 对于易起泡的物系，填料塔更合适；, 对于腐蚀性物系，填料塔更合适；, 对于热敏性物系，采用填料塔较好；, 填料塔的压降比板式塔小，更适于真空操作。,廉陀焊夜怜午鲍硬勺裤恍嘶吹腐贵扛冈睬己选蒂行衣琵闸碌阉渗率沥便罢化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),3 填 料 塔 当塔径不很大时，填料塔的造价便宜；,4 精 馏 塔,叫师文晃履纫则阉瘟稼芯峰集锐冻仙娶慢辙章概砾隋佬捌斋兆希贱挖紊脊化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4 精 馏 塔叫师文晃履纫则阉瘟稼芯峰集,液体混合物的蒸馏操作，是提纯物质和分离混合物的一种方法，它广泛应用于化工生产中。,4.1 精馏塔的结构,4 精 馏 塔,链接9板式精馏塔,垃橙括州魂忱塔淫愚巡炉针窗孩芒原朴伴翌淫蹄你添萤攒濒独霉督脊养痘化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),液体混合物的蒸馏操作，是提纯物质和分离混合物的一种方,4 精 馏 塔,4.2 精馏塔操作的基本概念,4.2.1 沸点、泡点、露点,任何液体受热，其饱和蒸汽压等于外界大气压时的温度，叫该液体的沸点。外界压强越高，液体的沸点就越高；外界的压强越低，液体的沸点也越低。,在一定压力下，将某液体混合物加热至刚刚开始气化（即刚刚出现第一个微小气泡）时保持的平衡温度，称为该液体混合物的泡点温度（简称泡点）。继续加热，直至全部气化并将这种气体混合物在一定压力下，冷却至刚刚出现第一滴液珠所保持平衡时的温度，称为露点温度（简称露点）。,遣怎礼默砾渴怨弊瞳谚亨模甘漱岳汝帛轿幸窗禹听仿触影虞钦昨唆它芬抚化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4 精 馏 塔4.2 精馏塔操作的基本概念4.2.1,4 精 馏 塔,4.2.2 精馏基本原理,精馏是把液体混合物在传质设备（塔）中，进行多次部分汽化，同时把产生的蒸汽多次部分冷凝，达到完全分离混合物，获得所要求纯度的组分的操作。,精馏的操作过程中，是在逆流作用的塔式设备中进行的。被塔釜加热的流体，所产生的蒸汽在塔内自下而上地流动，而送入塔顶的回流液体，则与上升的蒸汽相迎，自上而下地流动。由于气液两相在塔中不断地相互接触，进行热和质的交换，使两相在热交换过程中，易挥发组分不断地从液相中向气相中扩散，气相中易挥发组分增浓；液相中易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增浓；两相处于不平衡情况下，则存在推动力，产生质的传递，直至两相达到平衡时，这种传质过程停止。,砰籽乔力依问堂薯贼班豺备伐咒语茧限寻豢份件冰掇芋迟伍艺柔顽驹龄钉化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4 精 馏 塔4.2.2 精馏基本原理 精馏是把,通过整个精馏过程，最终由塔顶得到纯度较高的易挥发组分（塔顶馏出物）的产品，由塔釜排出不易挥发的物质。,4.2.3 板式精馏塔正常状态动态演示,12板式精馏塔动态演示正常状态,4 精 馏 塔,底褐遂牛耸划啡七懊图兽卓俏粤连咱络埔腥迫钩鸣寨梗瞅袋趣严趋植映侵化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),通过整个精馏过程，最终由塔顶得到纯度较高的易挥发组分,4 精 馏 塔,4.2.4 液泛,塔正常工作时,降液管中的液面必须有足够的高度,以克服两板间的压降而流动。当气液两相之一的流量增大，使降液管内液体不能顺利下流，造成两板间液体相连。,（1）控制气液速度于液泛速度之下；,后果：出现淹塔现象。,采取措施：,（2）采用较大的板间距；,链接10 板式精馏塔动态演示液泛,劫捐哉未搬铀盅疡价虫蔓沸渡绪循卓容首桌道类肾试直鳖收撂饶莉任勿掘化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4 精 馏 塔4.2.4 液泛 塔正常工,4 精 馏 塔,4.2.5 液沫夹带,上升气流穿过塔板上液层时，将板上液体带入上层塔板的现象。,为保证传质达到一定效果，将液沫夹带量控制在0.1kg(液)/kg(气)以下。,后果：过量液沫夹带后果造成返混，导致板效率严重下降。,采取措施：,（1）控制气速；,（2）增大板间距；,淘丫夜饮苗疥技奄论尧萌援焙番无钦奸脯梯茧轴翅搭铂薄碍至炕赦回虫革化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4 精 馏 塔4.2.5 液沫夹带 上升气流穿过,4.2.6 漏液,指当上升气体流速减小，气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下，便会出现漏液现象。,增大气速，使气流分布不均。,后果：塔板效率下降，严重时塔无法正常工作。,采取措施：,漏液量不大于液体流量的10。,漏液气速操作气速 液泛速度,4 精 馏 塔,蛾略炽宇绩搽降按甫崇墒屈亏芒惧痰梅睦拘笨创恤回涨栓荆侍稿沸动隔仑化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4.2.6 漏液 指当上升气体流速减小，气体通过升气孔,4.2.7 塔的操作弹性,塔的操作弹性是指最大允许负荷（负荷上限）至最小允许负荷（负荷下限）的范围。,精馏塔的负荷上限，使用液沫夹带控制（允许夹带量不大于10%），以能引起“液泛”现象为止，两者界限下的最大负荷；负荷下限，是以漏液量接近10%为准的最小负荷。,一般，浮阀塔操作弹性较大，可达9左右；泡罩塔约为5；筛板塔较小；填料塔最小。,4 精 馏 塔,匡吉提唁伴缮摄岁专交踞脾标雕襟吹投乃伙塔罐棒嘘次雅董挪光杭缠毗凯化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4.2.7 塔的操作弹性 塔的操作弹性是指最大允许负荷,4.3 影响精馏操作的工艺因素,4.3.1 塔釜温度,在操作压力不变的情况下，提高塔釜温度，则使塔内液相中的易挥发组分减少，同时并使上升蒸汽的速度增大，有利于提高传质效率。,如果由塔顶得到产品，则塔釜排出难挥发物中，易挥发组分减少，可减少工艺损失；如果塔釜排出物为产品，则可以提高产品质量，但塔顶排出的易挥发组分中夹带的难挥发组分增多，从而增大工艺损失。因此在提高温度时，既要考虑到产品质量，又要考虑到工艺损失。,在平稳操作过程中，釜温突然升高，来不及调节相应的压力和塔釜温度时，必然导致塔釜液被蒸空，压力升高。这时重组分（难挥发组分）易被蒸到塔顶，使塔顶产品不合格。,4 精 馏 塔,噬似返寞苛便枢父宿冰厅收绊俘伍路后古炽毁英未笛柏稠后质泪维颗毖口化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4.3 影响精馏操作的工艺因素4.3.1 塔釜温度 在,4.3.2 操作压力,在一定操作温度的情况下，提高操作压力，可以相应地提高塔的生产能力。但是在塔釜难挥发产品中，易挥发组分含量增加。如果从塔顶得到产品，则可以提高产品的质量和易挥发组分的浓度。,4.3.3 加料温度,常见的进料情况有沸点进料、冷液进料、饱和蒸气进料、气液混合进料和过热蒸气进料。,如果是冷液进料，且进料温度低于加料板上的温度，那么加入的物料全部进入提馏段，使提馏塔负荷增加，塔釜消耗蒸汽量增加，塔顶难挥发组分降低。若塔顶为产品，则会提高产品质量。,4 精 馏 塔,屿岭另饵救册柑牢腺愈淖侯略牲荐坡森祭捕祷屎脑惧录眺巧壬辰袍仅凡侍化工设备知识培训塔设备(总)化工设备知识培训塔设备(总),4.3.2 操作压力 在一定操作温度的情况下，提高操,如果是饱和蒸气进料，则进料温度高于加料板上的温度，所进物料全部进入精馏段，精馏段的负荷增加，会使塔顶产品质量降低，甚至不合格。精馏塔较为理想的进料情况是沸点进料，它较为经济和最为常用。,4.3.4 加料量,在允许负荷范围内，提高加料量，对提高产