化工設(shè)備知識(shí)培訓(xùn)—塔設(shè)備.ppt

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化工設(shè)備知識(shí)培訓(xùn),——塔設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí),主要內(nèi)容,1塔設(shè)備概述,2板式塔,3填料塔,4精餾塔,5吸收塔,6萃取塔,,,,,,,1塔設(shè)備概述,化工廠塔設(shè)備1,化工廠塔設(shè)備2,1塔設(shè)備概述,1塔設(shè)備概述,1.1塔設(shè)備的概念,化工生產(chǎn)過(guò)程中可提供氣液或液液兩相之間進(jìn)行直接接觸機(jī)會(huì)，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱目的，又能使接觸之后的兩相及時(shí)分開(kāi)，互不夾帶的設(shè)備。,注：相是指沒(méi)有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同，成分相同的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)。,外形特點(diǎn)：體型高，長(zhǎng)寬比大。,1.2塔設(shè)備的主要特點(diǎn),塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。常見(jiàn)的、可在塔設(shè)備中完成單元操作的有精餾、吸收、解吸、萃取及氣體的洗滌、冷卻、增濕、干燥等。,1.3塔設(shè)備的種類,1塔設(shè)備概述,（1）按塔的內(nèi)部構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類：板式塔和填料塔。,（2）按化工操作單元的特性（功能），可將塔設(shè)備分為：精餾塔、吸收塔、萃取塔、反應(yīng)塔、解吸塔、再生塔和干燥塔等。,（3）按操作壓力可將塔設(shè)備分為：加壓塔、常壓塔和減壓塔。,1塔設(shè)備概述,1.4塔設(shè)備的主要外部構(gòu)件及作用,（1）板式塔,（2）填料塔,,1.4.1塔體,塔體即塔設(shè)備的外殼，常見(jiàn)的塔體由等直徑、等厚度的圓筒及上下封頭組成。塔設(shè)備通常安裝在室外，因而塔體除了承受一定的操作壓力（內(nèi)壓或外壓）、溫度外，還要考慮風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷。此外還要滿足在試壓、運(yùn)輸及吊裝時(shí)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。,1塔設(shè)備概述,塔體支座是塔體與基礎(chǔ)的連接結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗O(shè)備較高、重量較大，為保證其足夠的強(qiáng)度及剛度，通常采用裙式支座（簡(jiǎn)稱“裙座”）。裙座分為圓筒形和圓錐形兩種。,1.4.2支座,1塔設(shè)備概述,1.4.3人孔及手孔,為安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔。不同的塔設(shè)備，人孔或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等要求不同。,1.4.6吊柱,安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。,1塔設(shè)備概述,1.4.4接管,為用于連接工藝管線，使塔設(shè)備與其他相關(guān)設(shè)備相連接。按其用途可分為進(jìn)液管、出液管、回流管、進(jìn)氣出氣管、側(cè)線抽出管、取樣管、儀表接管、液位計(jì)接管等。,1.4.5除沫器,為用于捕集夾帶在氣流中的液滴。除沫器工作性能的好壞對(duì)除沫效率、分離效果都具有較大的影響。,2板式塔,2板式塔,2.1板式塔的概念,板式塔是一種逐級(jí)（板）接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以塔板為基本構(gòu)件，氣體自塔底以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔板上的液層，使氣-液相密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，兩相的濃度呈階梯式變化。,2.2板式塔的類型,2板式塔,板式塔類型的不同，在于其中的塔板結(jié)構(gòu)不同，常見(jiàn)的主要類型有：泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌片塔等。,2.2.1泡罩塔,板泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最早的板式塔，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)是板式塔中較為流行的一種塔型。泡罩塔盤的結(jié)構(gòu)主要由泡罩(氣液接觸元件)、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成。,2板式塔,泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)：,操作彈性大，因而在負(fù)荷波動(dòng)范圍較大時(shí)，仍能保持塔的穩(wěn)定操作及較高的分離效率；氣液比的范圍大，不易堵塞等。,泡罩塔的缺點(diǎn)：,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、氣相壓降大、以及安裝維修麻煩等。,目前，只是在某些情況如生產(chǎn)能力變化大，操作穩(wěn)定性要求高，要求有相當(dāng)穩(wěn)定的分離能力等要求時(shí)，可考慮使用泡罩塔。,2.2.2篩板塔,篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，篩板塔結(jié)構(gòu)及氣液接觸狀況如下圖所示。篩板塔塔盤分為篩孔區(qū)、無(wú)孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分。,2板式塔,2板式塔,篩板塔的優(yōu)點(diǎn)：,篩板塔的缺點(diǎn)：,小孔徑篩板易堵塞，不適于處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。,篩孔塔板是最簡(jiǎn)單的塔板，造價(jià)低廉，只要設(shè)計(jì)合理，其操作彈性是可以滿足生產(chǎn)需要的，目前已成為應(yīng)用最為廣泛的一種板型。,(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔；,(2)塔板壓力降較低，適用于真空蒸餾；,(3)塔板效率較高，但稍低于浮閥塔；,(4)具有較高的操作彈性，但稍低于泡罩塔。,2.2.3浮閥塔,浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上可防止閥片與板面的粘結(jié)。,2板式塔,鏈接1,浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)：,(1)生產(chǎn)能力大；(2)操作彈性大；(3)塔板效率較高；(4)塔板結(jié)構(gòu)及安裝較泡罩簡(jiǎn)單，重量較輕。,浮閥塔的缺點(diǎn)：,(1)在氣速較低時(shí)，仍有塔板漏液，故低氣速時(shí)塔板效率有所下降；(2)浮閥閥片有卡死和吹脫的可能，這會(huì)導(dǎo)致操作運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修的困難；(3)塔板壓力降較大，妨礙了它在高氣相負(fù)荷及真空塔中的應(yīng)用。,浮閥塔板是對(duì)泡罩塔板的改進(jìn)，取消了升氣管，在塔板開(kāi)孔上方設(shè)置了浮閥，浮閥可根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開(kāi)度。氣量較小時(shí)可避免過(guò)多的漏液，氣量較大時(shí)可使氣速不致過(guò)高，降低了壓降。,2板式塔,,2.2.4舌形塔,舌型塔是應(yīng)用較早的一種斜噴型塔。氣體通道為在塔盤上沖出的以一定方式排列的舌片。舌片開(kāi)啟一定的角度，舌孔方向與液流方向一致。,舌形塔板是為了防止過(guò)量液沫夾帶而設(shè)計(jì)的一種塔型。,舌形塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便，但這種塔的負(fù)荷彈性較小，塔板效率較低，因而使用受到一定限制。,2板式塔,2板式塔,為了克服上述舌形塔的不足，20世紀(jì)60年代研制的一種定向噴射型浮動(dòng)舌形塔板。它的處理能力大，壓降小，舌片可以浮動(dòng)。因此，塔盤的霧沫夾帶及漏液均較小，操作彈性顯著增加，板效率也較高，但其舌片容易損壞。,鏈接2,2.2.5板式塔的比較,各種板式塔的比較是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題。但就生產(chǎn)能力、塔板效率、操作彈性、壓力降及造價(jià)等方面來(lái)看，浮閥塔在蒸氣負(fù)荷、操作彈性、塔板效率方面與泡罩塔相比都具有明顯優(yōu)勢(shì)，因而目前獲得了廣泛應(yīng)用。篩板塔的壓降小、造價(jià)低、生產(chǎn)能力大，除操作彈性較小外，其余均接近浮閥塔，故應(yīng)用也較廣。,2板式塔,,2.3塔盤,板式塔的塔盤主要分為溢流式和穿流式兩大類，二者之間的區(qū)別就在于溢流式塔盤有降液管，而穿流式塔盤上的氣液兩相同時(shí)通過(guò)塔板上的一些孔道流動(dòng)。穿流式塔盤處理能力較大，壓力降較小，但效率及操作彈性較差。,溢流式塔盤由氣液接觸元件（如浮閥、篩孔、泡罩等）、塔板、降液管及受液盤、溢流堰等構(gòu)成。,2板式塔,鏈接3,2.3.1塔盤的結(jié)構(gòu),下面主要介紹溢流式塔盤的結(jié)構(gòu)，穿流式塔盤因省去了降液管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，故不敘述。,塔盤按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整塊式塔盤和分塊式塔盤。當(dāng)塔徑≤700mm時(shí)，采用整塊式塔盤；塔徑≥800mm時(shí)宜采用分塊式塔盤。,2.3.2塔盤的分類,整塊式塔盤根據(jù)組裝方式不同可分為定距管式、重疊式和支撐圈式。采用整塊式塔盤時(shí)，塔體由若干個(gè)塔節(jié)組成，每個(gè)塔節(jié)中裝有一定數(shù)量的塔盤，塔節(jié)之間采用法蘭連接。,（1）整塊式塔盤,2板式塔,直徑較大的板式塔，為便于制造、安裝、檢修，可將塔盤板分成數(shù)塊，通過(guò)人孔送入塔內(nèi)，裝在焊于塔體內(nèi)壁的塔盤支承件上。分塊式塔盤的塔體，通常為焊制整體圓筒，不分塔節(jié)。,（2）分塊式塔盤,2.3.3降液管,作用：使夾帶氣泡的液流進(jìn)入降液管后具有足夠的分離空間，能將氣泡分離出來(lái)，從而僅有清液流往下層塔盤。,2板式塔,結(jié)構(gòu)型式：可分為圓形降液管和弓形降液管兩類。圓形降液管通常用于液體負(fù)荷低或塔徑較小的場(chǎng)合，弓型降液管適用于大液量及大直徑的塔。,為了保證降液管出口處的液封，在塔盤上設(shè)置受液盤，受液盤有平型和凹型兩種（見(jiàn)下圖)。受液盤的型式和性能直接影響到塔的側(cè)線取出、降液管的液封和流體流入塔盤的均勻性等。平型受液盤適用于物料容易聚合的場(chǎng)合；當(dāng)液體通過(guò)降液管與受液盤的壓力降大于25mm水柱，或使用傾斜式降液管時(shí)，應(yīng)采用凹型受液盤。,2.3.4受液盤,2板式塔,溢流堰有保持塔盤板上一定液層高度和促使液流均勻分布的作用。采用平型受液盤時(shí)，為使上層塔板流入的液體能在塔盤上均勻分布，并為了減小入口液流的沖力，常在液體進(jìn)口處設(shè)置進(jìn)口堰。,2.3.5溢流堰及進(jìn)口堰,2板式塔,,2.4板式塔工作原理,2板式塔,正常工作時(shí)，液體在重力作用下自上而下通過(guò)各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動(dòng)下，經(jīng)均布在塔板上的開(kāi)孔由下而上穿過(guò)各層塔板后由塔頂排出，在每塊塔板上皆儲(chǔ)有一定的液體，氣體穿過(guò)時(shí)兩相接觸進(jìn)行傳質(zhì)。,為有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相之間的傳質(zhì)，板式塔應(yīng)具有兩方面的功能：（1）每塊板上氣液兩相保持密切充分的接觸，為傳質(zhì)過(guò)程提供足夠大且不斷更新的相界面，減小傳質(zhì)阻力；（2）使氣液兩相盡量保持逆流流動(dòng)狀態(tài)，以提供最大的傳質(zhì)推動(dòng)力?？傊?，設(shè)計(jì)意圖是塔內(nèi)逆流、板上錯(cuò)流。,塔板操作示意（浮閥）—鏈接5,塔板操作示意（篩板）—鏈接6,2板式塔,,3填料塔,3.1填料塔的概念,3填料塔,填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以填料為氣液接觸和傳質(zhì)的基本元件。液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體做逆流流動(dòng)，并進(jìn)行氣液兩相間的傳質(zhì)與傳熱。兩相的濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。,,3.2填料塔的結(jié)構(gòu),典型填料塔的結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要部件有塔體、填料及支承、液體分布器及再分布器、除沫器等。,3填料塔,3.3填料,填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣－液兩相充分接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)提供了表面積?？煞譃樯⒀b填料和規(guī)整填料兩大類。,,3.3.1散裝填料,散裝填料是指以亂堆為主的填料，這種填料是具有一定外形的顆粒體，又稱之為顆粒填料，根據(jù)外形分以下三種：,（1）環(huán)形填料：拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料、階梯環(huán)填料；,（2）鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、改進(jìn)矩鞍填料；,（3）金屬鞍環(huán)填料；,3填料塔,3.3.1.1拉西環(huán)（Raschigring）填料,缺點(diǎn)：由于高徑比大，堆積時(shí)填料間易形成線接觸，因此液體在填料層流動(dòng)時(shí)，常存在嚴(yán)重的溝流和壁流現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率較低，因而傳質(zhì)速率也不高。,在拉西環(huán)基礎(chǔ)上衍生了θ環(huán)、十字環(huán)及螺旋環(huán)等，其基本改進(jìn)是在拉西環(huán)內(nèi)增加一結(jié)構(gòu)，以增大填料的比表面積。,優(yōu)點(diǎn)：易于制造，價(jià)格低廉，且對(duì)它的研究較為充分，所以在過(guò)去較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。,3填料塔,3.3.1.2鮑爾環(huán)（Pallring）填料,在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的鮑爾環(huán)是在其側(cè)壁上開(kāi)一層或兩層長(zhǎng)方形小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的葉片。,鮑爾環(huán)填料的優(yōu)良性能使它一直為工業(yè)所重視，應(yīng)用十分廣泛。可由陶瓷、金屬或塑料制成。,比之拉西環(huán)，鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率較高，溝流現(xiàn)象也大大降低。,3填料塔,3填料塔,這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約10%，壓降則可降低25%，且由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。,階梯環(huán)填料的結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開(kāi)有長(zhǎng)方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯(cuò)45的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。,階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開(kāi)孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。,3.3.1.3階梯環(huán)填料（Stairring）,弧鞍是較早開(kāi)發(fā)的一種表面全部展開(kāi)的具有馬鞍形狀的瓷質(zhì)型填料，又稱馬鞍填料。弧鞍填料在塔內(nèi)呈相互搭接狀態(tài)，形成弧形氣體通道，,優(yōu)點(diǎn)：與拉西環(huán)相比，空隙率高，氣體阻力小，液體分布性能較好，性能優(yōu)于拉西環(huán)。,缺點(diǎn)：相鄰填料易發(fā)生互套疊現(xiàn)象，使填料有效表面降低，從而影響傳質(zhì)速率，因此弧鞍填料很快就被矩鞍填料所取代。,3.3.1.4弧鞍形填料,3填料塔,矩鞍是在弧鞍基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的鞍形填料。矩鞍填料的兩端為矩形，且填料的兩面大小不等。這樣的結(jié)構(gòu)使矩鞍克服了弧鞍填料相互重疊的缺點(diǎn)，填料的均勻性得到改善。因而使液體分布均勻，氣液傳質(zhì)速率得到提高。瓷矩鞍填料是目前采用最多的一種瓷質(zhì)填料。,3.3.1.5矩鞍形填料,3填料塔,3.3.1.6金屬英特洛克斯（Intalox）填料,將環(huán)形結(jié)構(gòu)與鞍形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)集于一體而形成的一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的填料，具有生產(chǎn)能力大、壓降低、液體分布性能好、傳質(zhì)速率高及操作彈性大等優(yōu)良性能，因而獲得廣泛應(yīng)用，在減壓蒸餾中其優(yōu)勢(shì)更為顯著。,3填料塔,上述幾種形式的填料屬實(shí)體填料，與之對(duì)應(yīng)的另一類金屬絲網(wǎng)制成的填料稱為網(wǎng)體填料。網(wǎng)體填料也有多種形式，如網(wǎng)環(huán)和鞍型網(wǎng)等。,,3.3.1.7網(wǎng)體填料（Wiregauzepackings）,缺點(diǎn)：造價(jià)很高，故多用于實(shí)驗(yàn)室中難分離物系的分離。,因網(wǎng)絲細(xì)密，填料的空隙很高，比表面積很大。由于毛細(xì)管作用，填料表面潤(rùn)濕性能很好。故網(wǎng)體填料氣體阻力小，傳質(zhì)速率高。,3填料塔,優(yōu)點(diǎn)：,3.3.2規(guī)整填料,在亂堆的散裝填料塔內(nèi)，氣液兩相的流動(dòng)路線是隨機(jī)的，加之填料填裝時(shí)難以做到各處均勻如一，因而容易產(chǎn)生溝流等不良情況，從而降低塔的效率。,規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻的幾何圖形規(guī)則、整齊堆砌的填料，空隙大，故生產(chǎn)能力大，壓降小，且因流道規(guī)則，所以只要液體初始分布均勻，則在全塔中分布也均勻，因此規(guī)整填料幾乎無(wú)放大效應(yīng)，通常具有很高的傳質(zhì)效率。,造價(jià)較高，易堵塞難清洗，因此工業(yè)上一般用于較難分離或分離要求很高的情況。,3填料塔,規(guī)整填料的種類按照結(jié)構(gòu)可分為絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料。使用時(shí)根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)或分塊拼成圓筒形在塔內(nèi)砌裝。,各種陶瓷規(guī)整填料,金屬板波紋規(guī)整填料,3填料塔,3.3.3填料用材的選擇,（1）塑料：設(shè)備操作溫度較低，除濃硫酸、濃硝酸等強(qiáng)酸外，體系對(duì)塑料無(wú)溶脹，但塑料表面對(duì)水溶液的潤(rùn)濕性差。,（2）陶瓷一般用于腐蝕性介質(zhì)，尤其是高溫時(shí)，但對(duì)HF和高溫下的H3PO4與堿不能使用。,（3）金屬耐高溫，但不耐腐蝕。不銹鋼可耐一般的酸堿腐蝕（含Cl-的酸除外），但價(jià)格較昂貴。,3填料塔,3.4填料的支撐裝置,填料的支承裝置安裝在填料層的底部。其作用是防止填料穿過(guò)支承裝置而落下；支承操作時(shí)填料層的重量；保證足夠的開(kāi)孔率，使氣液兩相能自由通過(guò)。,支撐柵板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、最常用的填料支承裝置（如下圖）。它由相互垂直的柵條組成，放置于焊接在塔壁的支撐圈上。這種支承裝置廣泛用于規(guī)整填料塔。用于散裝填料時(shí)，柵板上先放置一盤板波紋填料，然后再裝填散裝填料。避免散裝填料直接亂堆在柵板上，將空隙堵塞從而減少其開(kāi)孔率。,3.4.1柵板型支撐,3填料塔,3.4.2氣液分流型支承,氣液分流型支承屬于高通量低壓降的支承裝置。其特點(diǎn)是為氣體及液體提供了不同的通道，避免了柵板式支承中氣液從同一孔槽中逆流通過(guò)。這樣既避免了液體在板上的積聚，又有利于液體的均勻再分配。,氣液分流型支承有駝峰式支承裝置和孔管式填料支承裝置。,駝峰式支承裝置,孔管式填料支承裝置,3填料塔,3.5填料塔的液體分布器,液體分布器：對(duì)進(jìn)入塔內(nèi)的液體進(jìn)行分布，使得液體在塔截面上分布均勻。液體分布器根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，可分為以下幾種：,3填料塔,3.6填料塔的液體收集再分布器,3.6.1填料層分段,當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有流向器壁形成“壁流”的傾向，結(jié)果使液體分布不均，降低傳質(zhì)效率，嚴(yán)重時(shí)使塔中心的填料不能被潤(rùn)濕而形成“干錐”。,為了提高塔的傳質(zhì)效率，填料必須分段，在各段填料之間，安裝液體收集再分布裝置。其作用有二：（1）收集上一填料層的液體，并使其在下一填料層均勻分布；（2）當(dāng)塔內(nèi)氣、液相出現(xiàn)徑向濃度差時(shí)，液體收集再分布器將上層填料流下的液體完全收集、混合，然后分布到下層填料，并將上升的氣體均勻分布到上層填料以消除各自的徑向濃度差。,3填料塔,2,3.6.2典型結(jié)構(gòu),3填料塔,液體再分布器：為改善向壁偏流效應(yīng)造成的液體分布不均，在填料層內(nèi)部每隔一定高度設(shè)置的裝置。,3.7填料的壓緊和限位裝置,（1）填料壓緊器又稱填料壓板。將其自由放置于填料層上部，靠其自身的重量壓緊填料。當(dāng)填料層移動(dòng)并下沉?xí)r，填料壓板即隨之一起下落，故散裝填料的壓板必須有一定的重量。常用的填料壓緊板有柵條式和網(wǎng)板式填料壓板，均可制成整體式或分塊結(jié)構(gòu)，視塔徑大小及塔體結(jié)構(gòu)而定。,絲網(wǎng)壓板,3填料塔,（2）填料限位器又稱床層定位器，用于金屬、塑料制成的散裝填料及所有規(guī)整填料。它的作用是防止高氣速、高壓降或塔的操作出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，填料向上移動(dòng)而造成填料層出現(xiàn)空隙，從而影響塔的傳質(zhì)效率。,3填料塔,3.8除沫器,用來(lái)除去由填料層頂部逸出的氣體中的液滴，安裝在液體分布器上方。,,3.9填料塔工作原理,操作時(shí)，液體自塔上部進(jìn)入，并通過(guò)液體分布器均勻噴灑于塔截面上，并在填料表面呈膜狀流下；氣體自塔下部進(jìn)入，通過(guò)填料層中的空隙由塔頂排出。氣液兩相在液膜表面進(jìn)行傳質(zhì)。,塔設(shè)備工作原理—鏈接7,3填料塔,3填料塔,3.10板式塔與填料塔的比較,對(duì)許多逆流接觸的過(guò)程，填料塔和板式塔都可以使用。各種塔型各有優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)物系綜合考慮選擇。,⑴填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷的變化更為敏感；,⑵填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料；,⑶當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移出反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，不適宜用填料塔。另外，當(dāng)有側(cè)線出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便；,⑷填料塔的塔徑可以很小，但板式塔的塔徑一般不小于0.6m；,⑸板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，安全系數(shù)可以取得更?。?3填料塔,⑹當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔的造價(jià)便宜；,⑺對(duì)于易起泡的物系，填料塔更合適；,⑻對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更合適；,⑼對(duì)于熱敏性物系，采用填料塔較好；,⑽填料塔的壓降比板式塔小，更適于真空操作。,,,4精餾塔,液體混合物的蒸餾操作，是提純物質(zhì)和分離混合物的一種方法，它廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。,4.1精餾塔的結(jié)構(gòu),4精餾塔,鏈接——9板式精餾塔,4精餾塔,4.2精餾塔操作的基本概念,4.2.1沸點(diǎn)、泡點(diǎn)、露點(diǎn),任何液體受熱，其飽和蒸汽壓等于外界大氣壓時(shí)的溫度，叫該液體的沸點(diǎn)。外界壓強(qiáng)越高，液體的沸點(diǎn)就越高；外界的壓強(qiáng)越低，液體的沸點(diǎn)也越低。,在一定壓力下，將某液體混合物加熱至剛剛開(kāi)始?xì)饣磩倓偝霈F(xiàn)第一個(gè)微小氣泡）時(shí)保持的平衡溫度，稱為該液體混合物的泡點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱泡點(diǎn)）。繼續(xù)加熱，直至全部氣化并將這種氣體混合物在一定壓力下，冷卻至剛剛出現(xiàn)第一滴液珠所保持平衡時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱露點(diǎn)）。,4精餾塔,4.2.2精餾基本原理,精餾是把液體混合物在傳質(zhì)設(shè)備（塔）中，進(jìn)行多次部分汽化，同時(shí)把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，達(dá)到完全分離混合物，獲得所要求純度的組分的操作。,精餾的操作過(guò)程中，是在逆流作用的塔式設(shè)備中進(jìn)行的。被塔釜加熱的流體，所產(chǎn)生的蒸汽在塔內(nèi)自下而上地流動(dòng)，而送入塔頂?shù)幕亓饕后w，則與上升的蒸汽相迎，自上而下地流動(dòng)。由于氣液兩相在塔中不斷地相互接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的交換，使兩相在熱交換過(guò)程中，易揮發(fā)組分不斷地從液相中向氣相中擴(kuò)散，氣相中易揮發(fā)組分增濃；液相中易揮發(fā)組分逐漸減少，難揮發(fā)組分逐漸增濃；兩相處于不平衡情況下，則存在推動(dòng)力，產(chǎn)生質(zhì)的傳遞，直至兩相達(dá)到平衡時(shí)，這種傳質(zhì)過(guò)程停止。,通過(guò)整個(gè)精餾過(guò)程，最終由塔頂?shù)玫郊兌容^高的易揮發(fā)組分（塔頂餾出物）的產(chǎn)品，由塔釜排出不易揮發(fā)的物質(zhì)。,4.2.3板式精餾塔正常狀態(tài)動(dòng)態(tài)演示,12板式精餾塔動(dòng)態(tài)演示正常狀態(tài),4精餾塔,,4精餾塔,4.2.4液泛,塔正常工作時(shí),降液管中的液面必須有足夠的高度,以克服兩板間的壓降而流動(dòng)。當(dāng)氣液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，造成兩板間液體相連。,（1）控制氣液速度于液泛速度之下；,后果：出現(xiàn)淹塔現(xiàn)象。,采取措施：,（2）采用較大的板間距；,鏈接10板式精餾塔動(dòng)態(tài)演示液泛,4精餾塔,4.2.5液沫夾帶,上升氣流穿過(guò)塔板上液層時(shí)，將板上液體帶入上層塔板的現(xiàn)象。,為保證傳質(zhì)達(dá)到一定效果，將液沫夾帶量控制在0.1kg(液)/kg(氣)以下。,后果：過(guò)量液沫夾帶后果－－造成返混，導(dǎo)致板效率嚴(yán)重下降。,采取措施：,（1）控制氣速；,（2）增大板間距；,4.2.6漏液,指當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過(guò)升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下，便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。,增大氣速，使氣流分布不均。,后果：塔板效率下降，嚴(yán)重時(shí)塔無(wú)法正常工作。,采取措施：,漏液量不大于液體流量的10％。,漏液氣速<操作氣速<液泛速度,4精餾塔,4.2.7塔的操作彈性,塔的操作彈性是指最大允許負(fù)荷（負(fù)荷上限）至最小允許負(fù)荷（負(fù)荷下限）的范圍。,精餾塔的負(fù)荷上限，使用液沫夾帶控制（允許夾帶量不大于10%），以能引起“液泛”現(xiàn)象為止，兩者界限下的最大負(fù)荷；負(fù)荷下限，是以漏液量接近10%為準(zhǔn)的最小負(fù)荷。,一般，浮閥塔操作彈性較大，可達(dá)9左右；泡罩塔約為5；篩板塔較小；填料塔最小。,4精餾塔,4.3影響精餾操作的工藝因素,4.3.1塔釜溫度,在操作壓力不變的情況下，提高塔釜溫度，則使塔內(nèi)液相中的易揮發(fā)組分減少，同時(shí)并使上升蒸汽的速度增大，有利于提高傳質(zhì)效率。,如果由塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品，則塔釜排出難揮發(fā)物中，易揮發(fā)組分減少，可減少工藝損失；如果塔釜排出物為產(chǎn)品，則可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，但塔頂排出的易揮發(fā)組分中夾帶的難揮發(fā)組分增多，從而增大工藝損失。因此在提高溫度時(shí)，既要考慮到產(chǎn)品質(zhì)量，又要考慮到工藝損失。,在平穩(wěn)操作過(guò)程中，釜溫突然升高，來(lái)不及調(diào)節(jié)相應(yīng)的壓力和塔釜溫度時(shí)，必然導(dǎo)致塔釜液被蒸空，壓力升高。這時(shí)重組分（難揮發(fā)組分）易被蒸到塔頂，使塔頂產(chǎn)品不合格。,4精餾塔,,4.3.2操作壓力,在一定操作溫度的情況下，提高操作壓力，可以相應(yīng)地提高塔的生產(chǎn)能力。但是在塔釜難揮發(fā)產(chǎn)品中，易揮發(fā)組分含量增加。如果從塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品，則可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和易揮發(fā)組分的濃度。,4.3.3加料溫度,常見(jiàn)的進(jìn)料情況有沸點(diǎn)進(jìn)料、冷液進(jìn)料、飽和蒸氣進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料和過(guò)熱蒸氣進(jìn)料。,如果是冷液進(jìn)料，且進(jìn)料溫度低于加料板上的溫度，那么加入的物料全部進(jìn)入提餾段，使提餾塔負(fù)荷增加，塔釜消耗蒸汽量增加，塔頂難揮發(fā)組分降低。若塔頂為產(chǎn)品，則會(huì)提高產(chǎn)品質(zhì)量。,4精餾塔,如果是飽和蒸氣進(jìn)料，則進(jìn)料溫度高于加料板上的溫度，所進(jìn)物料全部進(jìn)入精餾段，精餾段的負(fù)荷增加，會(huì)使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量降低，甚至不合格。精餾塔較為理想的進(jìn)料情況是沸點(diǎn)進(jìn)料，它較為經(jīng)濟(jì)和最為常用。,4.3.4加料量,在允許負(fù)荷范圍內(nèi)，提高加料量，對(duì)提高產(chǎn)品的產(chǎn)量有益。如果超出允許負(fù)荷，提高加料量，會(huì)產(chǎn)生夾帶，甚至液泛；如果加料量過(guò)低，塔的平衡操作不好維持，特別是浮閥塔、篩板塔等。由于負(fù)荷減低，蒸汽速度減小，塔板容易漏液，精餾效率降低。,4精餾塔,4.3.5回流,在精餾操作中，回流是維持全塔正常操作的必要條件。,一般，提高回流比，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是回流比過(guò)大，塔內(nèi)的內(nèi)循環(huán)增加，使水、電和氣的消耗量增加，操作費(fèi)用相應(yīng)提高。當(dāng)塔頂采出量變大，回流比減小時(shí)，塔內(nèi)氣液接觸不好使平衡受到破壞，因而傳質(zhì)效率下降。同時(shí)，操作壓力下降，難揮發(fā)組分易被帶到塔頂，導(dǎo)致精餾效率下降，塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格。,4精餾塔,4.4精餾塔的操作技術(shù),4.4.1精餾塔原始開(kāi)車操作技術(shù),原始開(kāi)車一般按以下程序進(jìn)行：,（1）檢查按安裝工藝流程圖逐一進(jìn)行核對(duì)檢查。,（2）吹除和清除在新建或大修后的塔系統(tǒng)所屬設(shè)備和管道內(nèi)，往往存在有安裝過(guò)程中的灰塵、焊條鐵屑等雜物。為了避免這些雜物在開(kāi)車時(shí)堵塞管路或卡壞閥門，必須用壓縮空氣進(jìn)行吹除或清掃。,吹除前應(yīng)按氣液流程，依次拆開(kāi)與設(shè)備、閥門連接的法蘭，吹除物由此排放。吹洗時(shí)用高速壓縮空氣分段吹盡并用木錘輕擊外壁。每吹盡一段，立即裝好法蘭。吹洗流程應(yīng)該是從設(shè)備的高處往低處吹。,4精餾塔,（3）系統(tǒng)水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn),為了檢查設(shè)備焊縫的致密性和機(jī)械強(qiáng)度，在使用前要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)一般按設(shè)計(jì)圖紙上的要求進(jìn)行。水壓試驗(yàn)要用常溫下的清水，并要從設(shè)備的最低點(diǎn)注入，使設(shè)備內(nèi)的氣體由上面放盡。,為了保證開(kāi)車時(shí)氣體不從法蘭及焊縫處泄露出來(lái)，使塔操作連續(xù)穩(wěn)定，必須進(jìn)行系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是用壓縮機(jī)向系統(tǒng)內(nèi)送入空氣，并逐漸將壓力提高到操作壓力的1.05倍。然后對(duì)所有設(shè)備、管線上的焊縫和法蘭逐個(gè)涂抹肥皂水進(jìn)行查漏。發(fā)現(xiàn)漏處，做好標(biāo)記或記錄，泄壓后進(jìn)行處理。如無(wú)泄漏，保壓30min，壓力不降為合格，最后將氣體放空。,4精餾塔,（4）單機(jī)試車和聯(lián)動(dòng)試車,單機(jī)試車是為了確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)和待轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備（如空壓機(jī)和離心泵等）是否好用，是否負(fù)荷有關(guān)技術(shù)規(guī)范。單機(jī)試車是在不帶物料和無(wú)負(fù)載的情況下進(jìn)行的。首先斷開(kāi)聯(lián)軸節(jié)，單獨(dú)開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)48h，觀察電機(jī)是否發(fā)熱，震動(dòng)，有無(wú)雜音，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確等。,聯(lián)動(dòng)試車是用水或生產(chǎn)物料類似的其他物料，代替生產(chǎn)物料所進(jìn)行的一種模擬生產(chǎn)狀態(tài)的試車。目的是為了檢驗(yàn)生產(chǎn)裝置連續(xù)通過(guò)物料的能力。聯(lián)動(dòng)試車時(shí)給水加熱，觀察儀表是否準(zhǔn)確地指示所通過(guò)的流量、溫度和壓力等數(shù)據(jù)，以及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常等情況。,4精餾塔,（6）系統(tǒng)開(kāi)車,在工業(yè)生產(chǎn)中，被分離的物質(zhì)絕大部分為有機(jī)物，它們具有易燃、易爆的性質(zhì)，在設(shè)備投產(chǎn)前，如果不驅(qū)出設(shè)備內(nèi)的空氣，就很容易與有機(jī)物形成爆炸混合物。因此在向系統(tǒng)送入混合物前，應(yīng)先用惰性氣體（氮?dú)猓⑵渲械目諝庵脫Q，使置換氣中含氧量不大于0.5%。,（5）系統(tǒng)的置換,系統(tǒng)置換合格后，即可進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)車。,4精餾塔,4.4.2精餾塔正常開(kāi)、停車操作技術(shù),（1）正常開(kāi)車,系統(tǒng)裝置置換合格后，即可進(jìn)行生產(chǎn)的正常開(kāi)車。精餾操作的正常開(kāi)車分為短期停車后開(kāi)車和長(zhǎng)期停車后開(kāi)車。,a.短期停車后的開(kāi)車。,檢查原料庫(kù)存情況，選定加料量，向塔釜加料。當(dāng)看見(jiàn)液面后，緩慢升溫，在此過(guò)程中，隨著塔壓的升高，塔內(nèi)的惰性氣體逐漸被排出，此時(shí)冷凝液應(yīng)相應(yīng)逐漸加大，并進(jìn)行全回流操作。當(dāng)塔釜液面控制在1/2～2/3時(shí)，即可開(kāi)始加料，當(dāng)塔隨升溫過(guò)程已轉(zhuǎn)為正常后，停止加料，讓塔內(nèi)自身循環(huán)，待回流液分析合格后，開(kāi)始采出產(chǎn)品，并繼續(xù)投料生產(chǎn)。,在自身循環(huán)過(guò)程，是全回流操作，當(dāng)達(dá)到連續(xù)加料，并連續(xù)采出時(shí)，即為開(kāi)車成功。,4精餾塔,在空塔投料剛升溫時(shí)，升溫速度要緩慢，因?yàn)檫@時(shí)沒(méi)有液體回流，塔板上還沒(méi)有進(jìn)行氣液接觸和物質(zhì)交換，因而氣體上升速度比正常操作速度快。隨著溫度的升高，塔頂蒸出的氣體被冷凝后，回流到塔頂并沿塔板流下，在塔板上逐漸形成液體層，塔內(nèi)便將進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。如不按此操作，難揮發(fā)組分就會(huì)被帶到塔頂，生產(chǎn)出的產(chǎn)品就會(huì)不合格。,b.長(zhǎng)期停車后的開(kāi)車。,長(zhǎng)期停車后的開(kāi)車，一般是指檢修后的開(kāi)車。首先檢查各設(shè)備、管道、閥門、各取樣點(diǎn)、電氣及儀表等是否完好正常；然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹凈、清洗、強(qiáng)度和氣密性試驗(yàn)，以及對(duì)系統(tǒng)置換，一切正常合格后，按短期停車后的開(kāi)車操作步驟進(jìn)行。,4精餾塔,（2）停車,在化工生產(chǎn)中停車方法與停車前的狀態(tài)有關(guān)，一般有以下三種方式：,a.正常停車,生產(chǎn)進(jìn)行一段時(shí)間后，設(shè)備需要進(jìn)行檢查或檢修而有計(jì)劃的停車稱為正常停車。這種停車是逐漸減少物料的加入，直到完全停止加入。待物料蒸完后，停止供氣加熱、降溫并卸掉系統(tǒng)壓力，然后停止供水，將系統(tǒng)中的溶液排放（排到溶液貯槽）干凈。打開(kāi)系統(tǒng)放空閥，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。若原料氣中含有易燃、易爆氣體，要用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換。,停車后，對(duì)于某些需要進(jìn)行檢修的設(shè)備，必須要用盲板切斷設(shè)備上的物料管線，以避免可燃物漏出而造成事故。,4精餾塔,b.緊急停車,生產(chǎn)中一些想象不到的特殊情況下的停車稱為緊急停車。如某些設(shè)備損壞，某部分電氣設(shè)備的電源發(fā)生故障，某一個(gè)或多個(gè)儀表失靈等，都會(huì)造成生產(chǎn)裝置的緊急停車。,發(fā)生緊急停車時(shí)，首先停止加料，調(diào)節(jié)塔釜加熱蒸汽和凝液采出量，使設(shè)備處于待生產(chǎn)的狀態(tài)，此時(shí)，應(yīng)積極搶修，排除故障，待停車原因消除后，應(yīng)按開(kāi)車的程序恢復(fù)生產(chǎn)。,c.全面緊急停車,當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中突然發(fā)生停電、停水、停氣或發(fā)生重大事故時(shí)，則要全面緊急停車。,為了防止全面緊急停車，一般的化工廠均有備用電源，當(dāng)?shù)谝浑娫磾嚯姇r(shí)，第二電源應(yīng)立即送電。,4精餾塔,4.4.3精餾塔工藝操作指標(biāo)調(diào)節(jié),（1）塔壓的調(diào)節(jié),正常操作中，如果加料量、釜溫以及塔頂冷凝器的冷劑量等條件都不變化，則塔壓將隨采出量的多少而發(fā)生變化。采出量太少，塔壓升高。反之，采出量太大，塔壓下降。,操作時(shí)，釜溫、加料量以及塔頂采出量都未發(fā)生變化，塔壓卻升高?？赡苁抢淠齽┑睦鋭┝坎蛔慊蚶鋭囟壬撸只蚶鋭毫ο陆?。這時(shí)應(yīng)盡快聯(lián)系供冷單位予以調(diào)節(jié)。如果冷劑一時(shí)不能恢復(fù)到正常情況，則應(yīng)在允許的條件下，塔壓可維持高一點(diǎn)或增加塔頂采出，并降低釜溫，以保證不超壓。,4精餾塔,一定溫度有相應(yīng)的壓力。在其他操作條件不變的條件下，塔頂或塔釜溫度的波動(dòng)，會(huì)引起塔壓的相應(yīng)波動(dòng)，這是正?，F(xiàn)象。但是當(dāng)塔溫度突然升高，必然會(huì)導(dǎo)致塔壓升高。這時(shí)除了調(diào)節(jié)塔頂冷凝器的冷劑和加大采出量之外，更重要的是恢復(fù)塔的溫度。如果處理不當(dāng)易使塔頂產(chǎn)品不合格和液泛的發(fā)生。,（2）塔溫的調(diào)節(jié),在一定的壓力下，被分離的液體混合物，氣化程度決定于溫度，而溫度由塔釜加熱器的蒸汽用量來(lái)控制。塔釜溫度波動(dòng)時(shí)，除了分析加熱器的蒸汽量和蒸汽壓力的變動(dòng)之外，還要考慮其他因素的影響。例如，塔壓的升高或降低，也能引起釜溫的變化。當(dāng)塔壓突然升高時(shí)，雖然釜溫隨之升高，但上升蒸氣卻在下降，使塔釜輕組分變多。要分析原因予以排除。,4精餾塔,在正常操作中，有時(shí)釜溫會(huì)隨著加料量或回流量的改變而改變。因此在調(diào)節(jié)加料量或回流量時(shí)，要相應(yīng)地調(diào)節(jié)塔釜溫度和塔頂采出量，使塔釜溫度和操作壓力平穩(wěn)。,（3）回流量的調(diào)節(jié),回流量是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和塔的分離效果的重要因素?；亓髁康脑黾?，塔壓差明顯增大，塔頂產(chǎn)品純度會(huì)提高；回流量減少，塔壓差變小，塔頂產(chǎn)品純度變差（重組分含量增加），在操作中，一般依據(jù)這兩方面的因素來(lái)調(diào)節(jié)回流比。,4精餾塔,（4）塔壓差的調(diào)節(jié),塔壓差是判斷精餾塔操作加料、取料是否均衡的重要標(biāo)志之一。在加料、取料保持平衡和回流量保持穩(wěn)定的情況下，塔壓差基本不變。,如果塔壓差增大，必然引起塔身個(gè)板溫度的變化，這可能是塔板堵塞，或是采出量太少，塔內(nèi)回流量太大所致，此時(shí)應(yīng)提高采出量來(lái)平衡操作。否則，塔壓差逐漸增大，將引起液泛。當(dāng)塔壓差小時(shí)，釜溫不大好控制，這可能是塔內(nèi)物料太少，精餾段處于干板操作，不起分離作用，必然導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。此時(shí)應(yīng)及時(shí)減少塔頂采出量，加大回流量，使塔壓差保持穩(wěn)定。,4精餾塔,（5）塔頂溫度的調(diào)節(jié),在精餾塔中，塔頂溫度由回流溫度來(lái)控制，但不是以回流量來(lái)控制。,在正常操作中，若加料量、回流量、釜溫及操作壓力都不變，則塔頂溫度處于穩(wěn)定正常狀態(tài)。當(dāng)操作壓力提高時(shí)，塔頂溫度就會(huì)下降。遇到這種情況，則必須恢復(fù)正常的操作壓力。另外在操作壓力正常的情況下，塔頂溫度隨塔釜溫度升高而升高，下降而下降。若遇到這樣情況，此時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)釜溫，恢復(fù)塔頂溫度。否則，會(huì)因塔頂溫度的波動(dòng)而影響塔頂或塔釜的產(chǎn)品質(zhì)量。,4精餾塔,（6）塔釜液面的調(diào)節(jié),無(wú)論哪一種精餾操作，嚴(yán)格控制塔釜液面都是很重要的。控制塔釜的液面至一定高度，一方面起到塔釜液封的作用，使被蒸發(fā)的輕組分蒸氣，不致于從塔釜排料管跑掉；另一方面，使被蒸發(fā)的液體混合物在釜內(nèi)有一定的液面高度和塔釜蒸發(fā)空間以及使塔釜混合液體在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)面與塔釜液面有一個(gè)溫差高度，以保證液體因靜壓作用而不斷循環(huán)去蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)。,塔釜的液面一般以塔釜排出量來(lái)控制,4精餾塔,4.5精餾塔操作中的異?，F(xiàn)象及處理,4精餾塔,4精餾塔,5吸收塔,5吸收塔,5.1吸收的基本概念,在吸收過(guò)程中，根據(jù)操作過(guò)程中有無(wú)化學(xué)反應(yīng)，可以將吸收分為物理吸收和化學(xué)吸收。如用水吸收CO2（水洗），為物理吸收；在吸收過(guò)程中伴有化學(xué)反應(yīng)，如用醋酸吸收乙烯酮為醋酸酐，為化學(xué)吸收。,被選用具有吸收能力的液體，稱為吸收劑或溶劑，被吸收劑吸收的氣體組分，叫吸收質(zhì)或溶質(zhì)，不被吸收的氣體組分稱為惰性氣體或載體，經(jīng)吸收后得到含有吸收質(zhì)的溶液稱為吸收液。,氣體吸收過(guò)程與溶液的蒸餾過(guò)程一樣，都是屬于傳質(zhì)過(guò)程。但是又有區(qū)別：蒸餾是分離液體混合物，而吸收是分離氣體混合物；蒸餾過(guò)程是雙向傳質(zhì)，而吸收是單向傳質(zhì)。,吸收是選用適當(dāng)?shù)囊后w作為吸收劑，與氣體混合物逆向接觸，利用混合物中各組分在吸收劑中溶解度的不同，以除去其中一種或多種組分的過(guò)程，即氣體中的可吸收組分（溶質(zhì)）從氣相轉(zhuǎn)入液相（吸收劑）的傳質(zhì)過(guò)程。,5.2吸收的原理,5吸收塔,13填料吸收塔,5.3影響吸收操作的因素,5.3.1吸收質(zhì)的溶解性,由于氣體混合物中各組分在吸收劑中的溶解度不同，因而提高吸收速率的途徑就不一樣。對(duì)于易溶氣體，溶質(zhì)很容易被吸收劑吸收，加大氣體流速，可以提高吸收速率。對(duì)于難溶氣體，溶質(zhì)很難轉(zhuǎn)入液相。,5吸收塔,5.3.2吸收劑性能,吸收劑性能好壞，將直接影響吸收操作的效果，因此，在選用吸收劑時(shí)，應(yīng)符合:（1）要有較好的選擇性；（2）具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；（3）要求吸收劑粘度?。唬?）具有較小的比熱和密度；（5）無(wú)毒、無(wú)腐蝕等性能。,5.4影響吸收操作的工藝因素,5.4.1溫度,吸收溫度對(duì)吸收率的影響很大。溫度越低、氣體越容易溶解在溶液中，吸收效率越高。,由于吸收過(guò)程是放熱反應(yīng)，為了降低吸收溫度，通常設(shè)置中間冷卻器，從吸收塔中部取出吸收過(guò)程放出的熱量。,5吸收塔,5.4.2壓力,提高操作壓力，可以提高混合氣體中被吸收組分的分壓，增大吸收的推動(dòng)力，有利于氣體的吸收。但是過(guò)高地增加操作壓力，會(huì)增大操作難度和生產(chǎn)費(fèi)用。因此，吸收操作一般在常壓下進(jìn)行，若吸收后氣體需進(jìn)行高壓反應(yīng)，則可采用高壓下吸收操作，既有利于吸收，又增加吸收塔的吸收能力。,5.4.3塔內(nèi)氣體流速,在吸收劑穩(wěn)定的操作情況下，當(dāng)氣流速度不大，作滯留運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸收速率低；當(dāng)氣流速度增大呈湍流狀態(tài)時(shí)，吸收速率大大增加；當(dāng)氣流速度增大到某一值（液泛速度）時(shí)，液體便不能向下流動(dòng)，造成夾帶液沫，氣液接觸不良，甚至造成液泛現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行操作。因此，穩(wěn)定操作流速，以保證吸收操作高效率地平穩(wěn)生產(chǎn)。,5吸收塔,5.4.4吸收劑流量,吸收劑流量越大，塔內(nèi)噴淋量越大，氣液的接觸面越大，吸收效率可以得到提高。但是吸收劑用量不宜過(guò)大，否則吸收液的質(zhì)量達(dá)不到要求；若用量過(guò)小，混合氣體中被吸收組分不能完全被吸收，吸收后的氣體純度會(huì)降低。,5.5吸收塔的操作技術(shù),5.5.1裝填料,吸收塔經(jīng)檢查吹掃后，即可向塔內(nèi)裝入用清水洗凈的填料，對(duì)拉西環(huán)、鮑爾環(huán)等填料，均可采用不規(guī)則和規(guī)則排列法，即先在塔內(nèi)注滿水，然后從塔的人孔部位或塔頂將填料輕輕地倒入（對(duì)于瓷質(zhì)填料還應(yīng)輕拿輕放），待填料裝至規(guī)定高度后，把漂浮在水面上的雜物撈出，并放凈塔內(nèi)的水，將填料表面整平，最后封閉人孔或頂蓋。,5吸收塔,木格填料的裝填方法，是從塔底分層地向上裝填，每?jī)蓪幽靖裰g的夾角為45，裝完后，在木格上面還要用兩根工字鋼壓牢，以避免開(kāi)車時(shí)氣流將木格吹翻。塔內(nèi)填料裝完后，即可進(jìn)行系統(tǒng)的氣密性試驗(yàn)。,5.5.2設(shè)備的清洗,在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車的同時(shí)，還要用清水清洗設(shè)備（某些設(shè)備還要用稀堿液洗去其中的油污和鐵銹），以除去固體雜質(zhì)，清洗中不斷排放污水，并不斷向溶液槽內(nèi)補(bǔ)加新水，直至循環(huán)水中固體雜質(zhì)含量小于50ppm為止。,5吸收塔,5.5.3系統(tǒng)的開(kāi)車,系統(tǒng)在開(kāi)車前必須進(jìn)行置換，合格后，即可進(jìn)行開(kāi)車，其操作步驟如下：,（1）向填料塔內(nèi)充壓至操作壓力；,（2）啟動(dòng)吸收劑循環(huán)泵，使循環(huán)液按生產(chǎn)流程運(yùn)轉(zhuǎn)；,（3）調(diào)節(jié)塔頂噴淋量至生產(chǎn)要求；,（4）啟動(dòng)填料塔的液面調(diào)節(jié)器，使塔底液面保持規(guī)定的高度；,（5）系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，即可連續(xù)導(dǎo)入原料混合氣，并用放空閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力；,（6）當(dāng)塔內(nèi)的原料氣成分符合生產(chǎn)要求時(shí)，即可投入正常生產(chǎn)。,5吸收塔,5.5.4系統(tǒng)的停車,（1）短期停車,a.通告系統(tǒng)前后工序或崗位；,b.停止向系統(tǒng)送氣，同時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥；,c.停止向系統(tǒng)送循環(huán)液。關(guān)閉泵的出口閥，停泵后，關(guān)閉其進(jìn)口閥；,d.關(guān)閉其他設(shè)備的進(jìn)出口閥門。,系統(tǒng)臨時(shí)停車后仍處于正壓狀況。,5吸收塔,（2）緊急停車,a.迅速關(guān)閉原料混合氣閥門；,b.迅速關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門；,c.按短期停車方法處理。,（3）長(zhǎng)期停車,a.按短期停車操作停車，然后開(kāi)啟系統(tǒng)放空閥，卸掉系統(tǒng)壓力；,b.將系統(tǒng)中的溶液排放到溶液儲(chǔ)罐或地溝，然后用清水洗凈；,c.若原料氣中含有易燃易爆物，則應(yīng)用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換，當(dāng)置換氣體中易燃物含量小于5%，氧含量小于0.5%時(shí)為合格；,5吸收塔,d.用鼓風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)送入空氣，進(jìn)行空氣置換，當(dāng)置換氣中含氧量大于20%為合格。,5.5.5正常操作要點(diǎn),a.進(jìn)塔氣體的壓力和流速不宜過(guò)大，否則會(huì)影響氣、液兩相的接觸效率，甚至使操作不穩(wěn)定；,b.進(jìn)塔吸收劑不能含有雜物，避免雜物堵塞填料縫隙。在保證吸收率的前提下，盡量減少吸收劑的用量；,c.控制進(jìn)入溫度，將吸收溫度控制在規(guī)定的范圍；,d.控制塔底與塔頂壓力，防止塔內(nèi)壓差過(guò)大。壓差過(guò)大，說(shuō)明塔內(nèi)阻力大，氣液接觸不良，致使吸收操作過(guò)程惡化；,5吸收塔,e.經(jīng)常調(diào)節(jié)排放閥，保持吸收塔液面穩(wěn)定；,f.經(jīng)常檢查泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以保證原料氣和吸收劑流量的穩(wěn)定；,g.按時(shí)巡回檢查各控制點(diǎn)的變化情況及系統(tǒng)設(shè)備與管道的泄漏情況，并根據(jù)記錄表要求做好記錄。,5.6吸收塔操作正常維護(hù)要點(diǎn),a.定期檢查、清理或更換噴淋裝置或溢流管，保持不堵、不斜、不壞；,b.定期檢查篦板的腐蝕程度，防止因腐蝕而塌落；,c.定期檢查塔體有無(wú)滲漏現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)修；,5吸收塔,d.定期排放塔底積存臟物和碎填料；,e.經(jīng)常觀察塔基是否下沉，塔體是否傾斜。,5吸收塔,5.6常見(jiàn)的異?，F(xiàn)象及處理方法,5吸收塔,5吸收塔,6萃取塔,6.1萃取的基本概念,因此在選用萃取法分離液體混合物時(shí)，必須加進(jìn)另一種稱為萃取劑的溶劑。萃取劑最好與原溶劑不互溶，至多是微有互溶。,萃取是分離均相液體混合物的化工單元操作，它利用各溶質(zhì)組分在兩個(gè)液相中分布情況的差別，實(shí)現(xiàn)混合物組分分離的目的。,在萃取設(shè)備中，先使原料液與萃取劑密切接觸，然后再分離成兩個(gè)單獨(dú)的液相：以萃取劑為主的并含有提取組分的稱萃取相，以原料液為主的而有關(guān)組分已被提取的稱為萃余相。,6萃取塔,6.2萃取設(shè)備類型,按有無(wú)補(bǔ)充外能分為：無(wú)攪拌萃取塔和外能輸入萃取塔。,無(wú)攪拌萃取塔如填料塔和篩板塔，分散相液體依靠密度差在重力場(chǎng)中產(chǎn)生的浮力，使液滴浮升并撞擊填料而破碎，或使已凝并的分散相液體通過(guò)篩孔重新分配。,外能輸入萃取塔如脈動(dòng)篩板塔和震動(dòng)篩板塔，適合于兩相密度差小，連續(xù)相粘度大，界面張力較高的液液體系，可以得到較好的分散效果。,工業(yè)上應(yīng)用較多的還是有外能輸入的萃取塔。,6萃取塔,6.3典型萃取設(shè)備工作演示,14篩板萃取塔,15填料萃取塔,6萃取塔,謝謝,