多種塔設(shè)備工作原理及特點

    塔設(shè)備是石油化工行業(yè)顯著的設(shè)備,在塔設(shè)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(shè)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

    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(shè)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(shè)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(shè)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,壓降小,持液量小,操作彈性大等。

    缺點:填料造**;當(dāng)液體負(fù)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聚合的物料;對側(cè)線進料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。

    2. 板式精餾塔

    板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)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

    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(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中。



    冷卻塔應(yīng)用范圍:主要應(yīng)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(lǐng)域,應(yīng)用較多的為空調(diào)冷卻、冷凍、塑膠化工行業(yè)。

    4. 篩板萃取塔

    篩板萃取塔特點:處理量大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉,廣泛應(yīng)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(guān)。




    5. 填料萃取塔

    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,從塔排除;重液相由塔進入,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(fù)篩板萃取塔



    工作原理:往復(fù)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(fù)振動的中心軸的萃取設(shè)備,中心軸通過塔的驅(qū)動裝置帶動板串在塔中做垂直方向的往復(fù)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(fù)運動的振幅、頻率可以調(diào)節(jié),由于往復(fù)篩板萃取塔具有處理量大、、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。

    6. 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(shè)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(**相)分別從塔和塔底進入,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和塔底的出口流出。

    8. 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


    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(fù)雜、造**,板上液層厚,塔板壓降大,生產(chǎn)能力及板效率較低。



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