典型塔器设计与选型.docx

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1、1、概述塔设备是化学工业、石油工业、石油化工等生产中最重要的设备之一。它可使气（汽）液或液液两相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸，气体的增湿和冷却等。在化工、石油化工及炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。2、设计依据3、设计原则塔设备除了应满足特定的化工工艺条件（如温度、压力及腐蚀性）外，为了满足生产的需要还应达到下列要求：（1）生产能力大，即企业处理量大。（2）高的传质、传热效率，即气液有充分的接触空间、接触时间和接触面积

2、。（3）操作稳定、操作弹性（最大负荷对最小负荷之比）大，即气液负荷有较大的波动时任能在较高的传质效率下进行稳定的操作，且塔设备应能长期连续运转。（4）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小，以达到节能降低操作费用的要求。（5）结构简单可靠，材料耗用量小，制造安装容易，以达到降低设备投资的要求。事实上，任何一个塔设备能同时达到上述的诸项要求是困难的，因此只能从生产需要积极经合理的要求出发，抓住主要矛盾进行设计。4、塔结构尺寸的确定塔设计依据于Aspenplus软件模拟结果。经灵敏度分析，得出最优塔板数和回流比，然后根据塔设计标准方法计算出各个塔径与塔高。5、塔的

3、分类与总体结构（1）塔的分类①按操作压力分：加压塔、常压塔和减压塔；②按单元操作分：精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔等；③按相际接触面的方式分:固定相界面和流动过程中形成相界面；④按塔的内部结构分:板式塔和填料塔（最常用）a、板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过他盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。b、填料塔中，塔内装填一定高度的填料。液体自塔顶沿填料表面向下流动，作为连续相的气体自他爱地向上流动，与液体进行逆流传质。两相的组分浓度呈连续型变化。（2）塔的总体结构①塔体：是塔设备的外壳。常见的塔体由等

4、直径、等壁厚的圆筒及作为顶盖和底盖的椭圆形封头所组成。除了满足工艺性条件下的强度外，还应校核风力、地震、偏心载荷所引起强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停工的情况。另外，对于塔体安装的不垂直度和弯曲度有一定的要求。②塔体支座：是塔体安放到基础上的连续部分，一般采用裙座。③除沫器：用于捕集夹在气流中的液滴。④接管：用以连接工艺管路，使之与相关设备连成系统。⑤人孔、手孔和视孔：为了安装、检查的需要而设置的。⑥吊柱：用于安装检修运送塔内件。板式塔和填料塔主要特点比较项目板式塔填料塔备注各块理论板压降约1KPa散装填料约0.3KPa规整填料约0.15KPa塔板的开孔率

5、为5%-10%，又有25-50mm清液层，故压降大。压降小是填料塔的主要优点分离效率（HETP）分离效率比较稳定，大塔效率会更高些规整填料HETP值比板式塔小，丝网效率更高，新型散装填料与板式塔相当填料塔效率受液体分布影响大，预测比较难，可靠性不如板式塔处理能力与操作弹性操作弹性大规整填料处理能力比板式塔大，真空和常压塔为30%-50%，新型散装填料也可比板式塔高些由于填料塔压降低，在高真空塔时还可以使相对挥发度有所上升对高真空操作的适应性（热敏、高沸物料）因压降大较难适应，尤其在高真空板中有多的场合压降小的优点使其特别适用，高真空下应用规整填料会更佳高真空填料塔液

6、体分布器往往要特殊设计才能达到高的分布质量。且散装填料可能会2MPa应用板式塔P↑，ρv↑，流量又大，易引起液相严重返混；rP↑，T↑，σ↑，填料塔中两相分离变难对腐蚀性物料的适应性须用耐腐蚀性材料制作，比较困难或价格高易用陶瓷性耐腐蚀性材料，较合适对易结垢、易堵塞系统的适应性比较容易解决，清理也较容易不适用易起泡物系较难，塔径、塔高均需要较大值比较合适填料塔的液体分布器需特别留意大直径塔很适合，造价低填料费用上升很

7、大，尤其是丝网规整填料，而且汽液分布均匀较难减压大直径填料塔已有不少成功实例，此时因高效、高处理能力使塔体积减小小直径塔0.6m以下较难制作很合适液体均布较易达到，应有较大的径向混合间歇精馏可以用因持液量少而更合适多进料、轴测线的方便性比较容易实现不太合适增加一个再分布器，结构复杂而造价高，不太合适中间换热易实现较难实施塔的检修容易规整填料几乎不可能不同的板式塔，均有自身的特点，有其优点，也有其不足，各有适用的场合。各种塔盘的优缺点及用途如下：塔盘形式结构优点缺点用途泡罩型圆形泡罩复杂1、在宽的负荷范围内可稳定操作；2、弹性好，不易堵塞费用高；板间距大；压力降比