填料塔基础知识.doc

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1、塔设备概述$G4u"E8C&u.P2t5q&r's%n#[5d%j3E3}9C塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液和液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,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、减湿等。"D*Y:

2、7h)P.h$G3T)}-G  a-Z这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下,在一定的设备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备;从外形上看这些

3、设备都是竖直安装的圆筒形容器,且长径比较大,形如“塔”,故习惯上称其为塔设备。按塔的内件构成结构分为板式塔和填料塔:f8~%+g  b;cl  `3k#]#p/E%@;l+U逐级接触式:板式塔0^)v0W:e'q'l9m;W'G2j!y8N0E9~6j)r3

4、:l7W8G,^  m4A微分接触式:填料塔.f,X+a1U/W7Z,Z5k  X4W4p1p"A"z,~9{'L  d7Z(S'E,G9Y&D3j2r*k%b一般构造9J%D7`(H:F(1)板式塔.

5、6l3T"F2T%K1S+h6J+B1b,`1}5U在板式塔中装有一定数量的塔盘,液体借自身的重量自上而下

6、沉向塔底(在塔盘板上沿塔径横向流动),气体靠压差自下而上以鼓泡的形式穿过塔盘上的液层升向塔顶。在每层塔盘上气、液两相密切接触,进行传质,使两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。.M.F  N&n#B/_6M+V&F(2)填料塔1g7E7W3B(T,x6Y  D1B"%g*

7、,L2Q;i填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或规整的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。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,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体

8、分布装置)分布后,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。填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。4t*_2X  ?7o2E6i(_.h  Z4y3J(n-n+l%j当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体

9、再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。9t(D6K%v%R"y6i5I6L(Q塔型选择"h,z5

10、:j+o7M#Y+G.L%I:j8d1u/[(z.W9N5^作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气液两相能充分接触,以获得较高的传质效率,除了应满足工艺条件,还应满足如下基本要求:,?,x.Z:h:V7i0S1p'Wl;l4u"A$]4D  f:l;E生产能力要大。即单位塔截面上单位时间内物料的处理量要大。在较大的气液流速下,仍不知发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。,G"X9i9$f/J  M(al0c7a.S9I!]*]  u6a分离效率高。即

11、气、液相能充分接触且分离效果好。/A6F4q.W0a)Tl%j&D6`/P)~%b&I:V*P5v){操作弹性大。即有较强的适应性和宽的操作范围。能适应不同性质的物料且在负荷波动时能维持操作稳定,仍有较高的分离效率。"_7L/w(e+f(R5l(ql1A,l9P6y$i(v+v压降小。即流体通过时阻力小,这样可大大节约生产的动力消耗,降低成本,在减压塔中若压降过大系统将难以维持必要的真空度。7I&?*m)d:V#b0

12、8*O9[4Gl9z7[;?  v8v'd2R3n%n结构简单、耗材少,易于制造及安装,这样可减少投资,降低成本。2w/`  w0F8V'v4g7a#

13、rl*"}1B&L  D!R;r耐腐蚀不易堵塞,便于操作、调节及检修。)W#}:B:r,Y0h2m7V一个塔设备要同时满足以上各项要求是困难的,而且实际生产中各项指标的重要性因具体情况而异,不可一概而论。所以应从生产需要及经济合理性考虑,正确处理以上各项要求。1^7^  p#^/Q,K;M0L1d*q$w'u!G1T#V._填料塔的特点4R+t4g$e$z+n6n;v:L/U!_2@/O3b9t&U新型高效填料的开发,使填料塔的生产能力(允许气速)和效率等于或超过了板式塔,国内外很多装置用新型填料改造板式塔,使生产能力和效率有较大幅度的提高。特点如

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