多種塔設(shè)備工作原理及特點(diǎn)

塔設(shè)備是石油化工行業(yè)的設(shè)備，在塔設(shè)備內(nèi)可進(jìn)行氣液或液液兩相間的充分接觸，實(shí)施相間傳質(zhì)，因此在生產(chǎn)過程中常用塔設(shè)備進(jìn)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(dòng)。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(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(jìn)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(diǎn)：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(diǎn)：填料造價(jià)高;當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)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(duì)側(cè)線進(jìn)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(jí)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(dòng)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(jìn)行熱量和質(zhì)量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級(jí)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(lái)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(jìn)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(dòng)汽輪機(jī)做功使發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)汽輪機(jī)作功后的廢汽排入冷凝器，與冷卻水進(jìn)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(jī)、鋁型材加工、空壓機(jī)、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域，應(yīng)用多的為空調(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(diǎn)：處理量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)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(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)傳質(zhì)效率有著重要影響，同時(shí)連續(xù)相的流動(dòng)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(jìn)入，從塔頂排除；重液相由塔頂進(jìn)入，由塔底排除。萃取操作時(shí)連續(xù)相充滿整個(gè)塔中，分散相由分布器分散成液滴進(jìn)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(dòng)篩板塔。塔內(nèi)裝帶有許多塊篩板的往復(fù)振動(dòng)的中心軸的萃取設(shè)備，中心軸通過塔頂?shù)尿?qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)板串在塔中做垂直方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)塔內(nèi)逆流流動(dòng)的兩液相起攪拌和分散作用。板串往復(fù)運(yùn)動(dòng)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、效率高、操作彈性大和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而廣泛運(yùn)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

工作原理：轉(zhuǎn)盤萃取塔屬于機(jī)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(gè)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(shí)，重相（水相）和輕相（有機(jī)相）分別從塔頂和塔底進(jìn)入，在塔內(nèi)呈逆流接觸。在固定轉(zhuǎn)盤的攪動(dòng)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

特點(diǎn)：生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價(jià)低，檢修、清洗方便，因此被廣泛運(yùn)用。

9.泡罩塔

工作原理：通常用來(lái)使蒸氣（或氣體）與液體密切接觸以促進(jìn)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(gè)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(shí)，液體由塔的上部連續(xù)進(jìn)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(jìn)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(dá)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、造價(jià)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

原理：塔內(nèi)放油一定量的聚乙烯球形填料，氣速達(dá)到一定值時(shí)，小球懸浮并劇烈翻騰旋轉(zhuǎn)和相互碰撞，達(dá)到傳質(zhì)和除塵的效果。

特點(diǎn)：它克服了傳統(tǒng)塔器易結(jié)垢、易堵塞、脫硫效率低、運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)，同時(shí)把液氣比降至1～3L/m3，運(yùn)行費(fèi)用也較低。

11.洗滌塔

介紹：洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設(shè)備。它是在可浮動(dòng)填料層氣體凈化器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)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(duì)煤氣化工藝來(lái)說(shuō)，煤氣洗滌不可避免，無(wú)論什么煤氣化技術(shù)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(diǎn)：

1）水洗式廢氣處理系統(tǒng)，價(jià)格便宜、處理方法簡(jiǎn)單；

2）直立式結(jié)構(gòu)適用于經(jīng)濟(jì)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(fēng)量；

12. 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(jī)共沸物，共沸物從反應(yīng)釜內(nèi)首先受熱上升至分餾段，沸點(diǎn)低的繼續(xù)上升，因?yàn)樗斣谑艿降头悬c(diǎn)物的傳熱后溫度和低沸點(diǎn)物一致，所以低沸點(diǎn)物被分餾出來(lái)，而較高沸點(diǎn)物因?yàn)闆]有達(dá)到相應(yīng)的沸點(diǎn)，故會(huì)受冷卻后回流至反應(yīng)釜內(nèi)或分餾柱下半部分，待低沸點(diǎn)物被*餾出后，較高沸點(diǎn)物相繼被分餾，然后是高沸點(diǎn)物的餾出，反應(yīng)釜底部是殘?jiān)?/span>

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