塔設備是石油化工行業(yè)最顯著的設備,,在塔設備內(nèi)可進行氣液或液液兩相間的充分接觸,實施相間傳質(zhì),,因此在生產(chǎn)過程中常用塔設備進行精餾,、吸收,、解吸、氣體的增濕及冷卻等單元操作過程,。
1. 填料吸收塔
填料吸收塔
介紹:填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設備,。填料塔塔身是一直立式圓筒,底部裝有填料支承板,,填料以亂堆或整砌的方式放置在支撐板上,。填料的上方安裝填料壓板,以防被上升氣流吹動,。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上,,并沿填料表面流下。氣體從塔底送入,,經(jīng)氣體分布裝置(小直徑塔一般不設氣體分布裝置)分布后,,與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙,在填料表面上,,氣液兩相密切接觸進行傳質(zhì),。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設備,兩相組成沿塔高連續(xù)變化,,在正常操作狀態(tài)下,,氣相為連續(xù)相,液相為分散相,。
優(yōu)點:生產(chǎn)能力大,,分離效率高,壓降小,,持液量小,,操作彈性大等。
缺點:填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面,,使傳質(zhì)效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側(cè)線進料和出料等復雜精餾不太適合等,。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內(nèi)部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設備,它主要由圓柱形殼體,、塔板,、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成,。
原理:液體依靠重力作用,,由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤,然后橫向流過塔板,,從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板,。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動下,,自下而上穿過各層塔板的氣體通道(泡罩,、篩孔或浮閥等),,分散成小股氣流,鼓泡通過各層塔板的液層,。在塔板上,,氣液兩相密切接觸,進行熱量和質(zhì)量的交換,。在板式塔中,,氣液兩相逐級接觸,兩相的組成沿塔高呈階梯式變化,,在正常操作下,,液相為連續(xù)相,氣相為分散相,。
3. 氣體冷卻塔
氣體冷卻塔
冷卻塔作用:工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱,,一般要用冷卻水來帶走。冷卻塔的作用就是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進行熱交換,,使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中,。例如:火電廠內(nèi),鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽,,推動汽輪機做功使發(fā)電機發(fā)電,,經(jīng)汽輪機作功后的廢汽排入冷凝器,與冷卻水進行熱交換凝結(jié)成水,,再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用,。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水,使水溫度升高,,挾帶廢熱的冷卻水,,在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣,從風筒處排入大氣環(huán)境中,。
冷卻塔應用范圍:主要應用于空調(diào)冷卻系統(tǒng),、冷凍系列、注塑,、制革,、發(fā)泡、發(fā)電,、汽輪機,、鋁型材加工、空壓機,、工業(yè)水冷卻等領域,,應用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè),。
4. 篩板萃取塔
篩板萃取塔
塔板結(jié)構(gòu)
篩板萃取塔特點:處理量大、結(jié)構(gòu)簡單,、造價低廉,,廣泛應用于化工生產(chǎn)過程中。塔內(nèi)液液兩相的流動結(jié)構(gòu)對傳質(zhì)效率有著重要影響,,同時連續(xù)相的流動結(jié)構(gòu)又與塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)密切相關,。
5. 填料萃取塔
填料萃取塔總體結(jié)構(gòu)
工作原理:填料萃取塔結(jié)構(gòu)與精餾或者吸收作用的填料塔基本相同,塔內(nèi)裝適合的填料,,輕液相由塔底進入,,從塔頂排除;重液相由塔頂進入,,由塔底排除,。萃取操作時連續(xù)相充滿整個塔中,分散相由分布器分散成液滴進入填料層,,并與連續(xù)液相接觸傳質(zhì),。
6. 往復篩板萃取塔
往復篩板萃取塔
工作原理:往復篩板萃取塔又稱振動篩板塔。塔內(nèi)裝帶有許多塊篩板的往復振動的中心軸的萃取設備,,中心軸通過塔頂?shù)尿?qū)動裝置帶動板串在塔中做垂直方向的往復運動,,從而對塔內(nèi)逆流流動的兩液相起攪拌和分散作用。板串往復運動的振幅,、頻率可以調(diào)節(jié),,由于往復篩板萃取塔具有處理量大、效率高,、操作彈性大和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點而廣泛運用在制藥,、石油化工、濕法冶金和廢水處理等工業(yè)部門,。
7. 轉(zhuǎn)盤篩板萃取塔
轉(zhuǎn)盤篩板萃取塔
工作原理:轉(zhuǎn)盤萃取塔屬于機械攪拌的塔式萃取設備,,它由三部分組成:上澄清段、混合段,,下澄清段,。其中混合段為一圓筒形狀,內(nèi)部被靜環(huán)擋板分割成一系列萃取室,,兩個靜環(huán)擋板中間為固定轉(zhuǎn)盤,,且隨著攪拌軸一起旋轉(zhuǎn)。工作時,,重相(水相)和輕相(有機相)分別從塔頂和塔底進入,,在塔內(nèi)呈逆流接觸。在固定轉(zhuǎn)盤的攪動下,分散相形成小液滴,,使傳質(zhì)面積增加,,完成萃取過程后,輕相和重相分別從塔頂和塔底的出口流出,。
8. F1型浮法塔
F1型浮法塔
特點:生產(chǎn)能力較大,,塔板效率穩(wěn)定,操作彈性大,,且造價低,,檢修、清洗方便,,因此被廣泛運用,。
9. 泡罩塔
泡罩塔
工作原理:通常用來使蒸氣(或氣體)與液體密切接觸以促進其相互間的傳質(zhì)作用。塔內(nèi)裝有多層水平塔板,,板上有若干個供蒸氣(或氣體)通過的短管,,其上各覆蓋底緣有齒縫或小槽的泡罩,并裝有溢流管,。操作時,,液體由塔的上部連續(xù)進入,經(jīng)溢流管逐板下降,,并在各板上積存液層,,形成液封;蒸汽(或氣體)則由塔底進入,,經(jīng)由泡罩底緣上的齒縫或小槽分散成為小氣泡,,與液體充分接觸,并穿過液層而達液面,,然后升入上一層塔板,。短管裝在塔內(nèi)的,稱內(nèi)溢流式,;也有裝在塔外的,,稱外溢流式。泡罩塔廣泛用于精餾和氣體吸收,。泡罩塔操作彈性較大,,塔板不易堵塞,但是結(jié)構(gòu)復雜,、造價高,,板上液層厚,塔板壓降大,,生產(chǎn)能力及板效率較低,。
10. 湍球塔除塵器
湍球塔除塵器
原理:塔內(nèi)放油一定量的聚乙烯球形填料,,氣速達到一定值時,小球懸浮并劇烈翻騰旋轉(zhuǎn)和相互碰撞,,達到傳質(zhì)和除塵的效果,。
特點:它克服了傳統(tǒng)塔器易結(jié)垢、易堵塞,、脫硫效率低,、運行不穩(wěn)定、運行費用高等缺點,,同時把液氣比降至最低1~3L/m3,運行費用也較低,。
11. 洗滌塔
洗滌塔
介紹:洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設備,。它是在可浮動填料層氣體凈化器的基礎上改進而產(chǎn)生的,廣泛應用于工業(yè)廢氣凈化,、除塵等方面的前處理,,凈化效果很好。對煤氣化工藝來說,,煤氣洗滌不可避免,,無論什么煤氣化技術都用到這一單元操作。由于其工作原理類似洗滌過程,,故名洗滌塔,。
特點:
1)水洗式廢氣處理系統(tǒng),價格便宜,、處理方法簡單,;
2)直立式結(jié)構(gòu)最適用于經(jīng)濟空間安裝;
3)適用于氣態(tài)及液態(tài)污染源,;
4)處理單一污染源,;
5)適用于中低風量;
12. 分餾塔
分餾塔
原理:在有限的空間內(nèi),,盡可能的增大液相混合物的熱交換面積,,一般用于精餾分餾的混合物為有機共沸物,共沸物從反應釜內(nèi)首先受熱上升至分餾段,,沸點低的繼續(xù)上升,,因為塔頂在受到低沸點物的傳熱后溫度和低沸點物一致,所以低沸點物被分餾出來,,而較高沸點物因為沒有達到相應的沸點,,故會受冷卻后回流至反應釜內(nèi)或分餾柱下半部分,待低沸點物被完全餾出后,,較高沸點物相繼被分餾,,然后是高沸點物的餾出,,最后反應釜底部是殘渣。