塔裝置一、塔裝置的基本功能與基本效能指標要求:
基本功能:
塔裝置的基本功能在於提供氣、液兩相以充分接觸的機會,使傳質、傳熱兩種傳遞過程能夠迅速有效地進行;並能使接觸之後的氣、液兩相及時分開,互不夾帶。用以實現蒸餾操作的塔裝置稱為蒸餾塔。
2. 基本效能指標要求:
除特定的工藝要求外,還需考慮下列裝置要求:
(1)生產能力大,即單位塔截面上單位時間的物料處理量大。
(2)分離效率高,即氣、液兩相能充分接觸。
(3)適應能力強及操作彈性大,即對各種物料性質的適應性強並且在負荷波動時能維持操作穩定,保持較高的分離效率。
(4)流體阻力小,即氣相通過每層塔板或單位高度填料層的壓降小。
二、塔裝置的分類及工作原理與適用場合:
1. 分類:
按照塔裝置內部構件的結構型式,可分為板式塔和填料塔兩大類。
2. 工作原理與適用場合:
(1)板式塔:
板式塔內沿塔高裝有若干層塔板(塔盤),液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底,並在各塊板面上形成流動的液層;氣體則靠壓強差推動,由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣、液兩相在塔內進行逐級接觸,兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。當處理量大時多採用板式塔。
蒸餾操作的規模較大,故採用板式塔。
(2)填料塔:
填料塔內裝有各種形式的固體填充物,即填料。液相由塔頂噴淋裝置分布於填料層上,靠重力作用沿填料表面流下;氣相則在壓強差推動下穿過填料的間隙,由塔的一端流向另一端。氣、液在填料的潤濕表面上進行接觸,其組成沿塔高連續性的變化。
當處理量較小時多採用填料塔。
三、板式塔的結構組成:
1. 主體部分:由塔體和裙座組成。塔體多採用鋼板焊製。裙座上端與塔體底封頭焊接在一起,下端按要求通過地腳螺栓固定在基礎上。
內件:由塔盤、降液管、溢流堰、緊韌體、支承件及除沫裝置等組成。這是塔裝置進行化工過程和操作的主要部分。
裝置接管口:包括用於安裝、檢修塔盤的人孔,用於氣體和物料進出的接管以及安裝化工儀表用的短管等。
附件:包括吊裝塔板用的吊柱,支承保溫材料的支承圈以及扶梯平台等。
四、板式塔塔盤型式介紹:
板式塔塔盤型式有泡罩塔盤、篩板塔盤、浮閥塔盤及噴射型塔盤等,多採用浮閥塔盤。浮閥塔盤具有處理能力大,壓降小,操作彈性大,板效率高及結構簡單等優點,但在使用中浮閥容易磨損。浮閥是圓盤片,塔盤上開圓孔,用浮閥的三條支腿固定在塔盤上。
工作狀態時,浮閥隨上公升蒸汽被頂起,氣體從閥片向水平噴出,與液體激烈攪拌,形成泡沫狀進行熱量與質量的接觸交換,起到很好的分離效果。
五、塔的優化操作方法:
塔的優化操作就是在塔的負荷滿足要求、產品合格的前提下,用最小的公用工程消耗得到所需的合格產品。一般當塔頂產品不合格時,用加大回流量來補救,但加大回流量,氣、液相負荷均增加,重沸量也要加大,能量消耗就要增加。回流量增加到一定程度,產品純度上公升很少,甚至不再上公升,而能量的消耗卻增加很多。
這種操作狀態,雖然得到較純的產品,成本卻很高,不是最佳狀態。應該正確選擇最佳回流比,保證產品純度合格,同時使能量消耗最少,這才是最佳化操作。
六、什麼是塔,其主要包括哪幾部分?
答:塔是煉廠主要工藝裝置之一,它是用來完成混合物分離的裝置。主要包括以下幾個部分:
①塔體:包括筒體、端蓋(主要是橢圓形封頭)及聯接法蘭等。
②內件:指塔盤或填料及其支承裝置。
③支座:支撐塔體的底座,一般為裙式支座,即裙座。
④附件:包括人孔、進出料接管,各類儀表接管,液體和氣體的分配裝置,以及塔外的扶梯、平台、外保溫等。
七、塔盤主要由哪些部分組成?
答:①塔板:其上面開有許多孔,安裝浮閥,泡帽或者直接作為汽相信道,介質的傳熱和傳質就在這上面進行。
②降液管:上層液體通過降液管流到下層塔盤,是主要的液體通道。
③溢流堰:包括進口堰和出口堰。進口堰主要是為了保持降液管的正常液體高度,保證傳質的正常進行。
八、按結構塔裝置可分哪幾大類?
答:①板式塔:塔內有一層層相隔一定距離塔盤、液氣兩相就在塔盤上相互接觸,進行熱和質的傳遞,然後分開,氣相繼續上公升到一層塔盤,液體流到下層塔盤上。
根據塔盤形式的不同,板式塔又有:泡帽塔、槽形塔盤塔、s型塔盤塔、浮閥塔、噴射塔、篩板塔等。
②填料塔:塔內充填著各種形式的填料,液體自上往下流,氣體自下往上流,氣液在填料表面上接觸完成傳質傳熱過程。填料的型式繁多,如:拉西環、鮑爾環、波紋填料、鞍型及絲網填料等。
九、按用途塔裝置的分類有哪些?
答:(1)分餾塔:將液體混合物分離成各種組分,如常壓塔、減壓塔、各種精餾塔等。
(2)吸收塔:在塔內通過吸收液來分離氣體。
(3)解吸塔:將吸收液通過加熱減壓等方法使溶解其中的氣體再放出來。
(4)抽提塔:通過某種液體溶劑將混合物中有關產品分離出來。
(5)洗滌塔:用水來除去氣體中無用的成分或固體顆粒,稱為水洗塔,它同時還有一定的冷卻作用。
十、一種效能良好塔盤應具有哪些特點?
答:①分餾效率高。
②生產能力大,即允許的氣、液相負荷都較高。
③操作穩定,彈性好,即氣、液相負荷產生較大變化時仍能保證較高的分餾效率。
④壓降小。
⑤結構簡單,安裝檢修方便。
十一、塔的主要內部構件有哪些?
答:煉油廠常用的板式塔的主要內部構件有:塔盤、各種液體和氣體出入管、除霧器、擋板及過濾器等。
十二、塔的塔盤有何作用?
答:塔盤是塔的最主要內部件,氣液間的傳質、傳熱過程就是通過塔盤來完成的。塔盤增加了氣液間的接觸面積和接觸時間,使傳質、傳熱更充分。
十三、裝置檢修時的主要檢查內容有哪些?
答:塔體檢查:1、檢查各附件(壓力表、放空閥、溫度計等)是否靈活、準確;2、檢查塔體腐蝕、變形、壁厚減薄、裂紋及各部焊接情況,進行超聲波測厚和理化鑑定,並作詳細記錄,以備研究改進和下次檢修的依據;3、檢查塔內汙垢和內部絕緣材料。
塔內部的檢查:1、塔板各部件的結焦、汙垢、堵塞情況,檢查塔板、鼓泡構件的支撐結構的腐蝕及變形情況;2、檢查塔板上各部件的尺寸是否符合圖紙及標準;3、對於浮閥塔板應檢查其浮閥的靈活性,是否卡死,變形,沖蝕等現象,浮閥孔是否有堵塞;4、檢查各種塔板,鼓泡構件等的堅固情況,是否有鬆動現象;5、檢查各部連線管線的變形,連線處的密封是否可靠。
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