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塔设备理论知识

塔设备第一节概述一、塔设备得基本功能与基本性能指标要求:1.基本功能:塔设备得基本功能在于提供气、液两相以充分接触得机会,使传质、传热两种传递过程能够迅速有效地进行;并能使接触之后得气、液两相及时分开,互不夹带。

用以实现蒸餾操作得塔设备称为蒸馅塔。

2、基本性能指标要求:除特定得工艺要求外,还需考虑下列设备要求:(1)生产能力大,即单位塔截面上单位时间得物料处理疑大.(2)分离效率髙,即气、液两相能充分接触。

(3)适应能力强及操作弹性大,即对各种物料性质得适应性强并且在负荷波动时能维持操作稳泄,保持较高得分离效率。

(4)流体阻力小,即气相通过每层塔板或单位髙度填料层得压降小。

二、塔设备得分类及工作原理与适用场合:1、分类:按照塔设备内部构件得结构型式,可分为板式塔与填料塔两大类。

2、工作原理与适用场合:(1)板式塔:板式塔内沿塔高装有若干层塔板(塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板而上形成流动得液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上得液层而流向塔顶。

气、液两相在塔内进行逐级接触,两相得组成沿塔高呈阶梯式变化。

当处理量大时多采用板式塔。

蒸佛操作得规模较大,故采用板式塔.(2)填料塔:填料塔内装有各种形式得固体填充物,即填料。

液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上, 靠重力作用沿填料表而流下;气相则在压强差推动下穿过填料得间隙,由塔得一端流向另一端。

气、液在填料得润湿表而上进行接触,其组成沿塔髙连续性得变化。

当处理量较小时多采用填料塔。

三、板式塔得结构组成:1.主体部分:由塔体与裙座组成•塔体多采用钢板焊制。

裙座上端与塔体底封头焊接在一起,下端按要求通过地脚螺栓固定在基础上。

2.内件:由塔盘、降液管、溢流堰、紧固件、支承件及除沫装置等组成。

这就是塔设备进行化工过程与操作得主要部分.3.设备接管口:包括用于安装、检修塔盘得人孔,用于气体与物料进出得接管以及安装化工仪表用得短管等。

4.附件:包括吊装塔板用得吊柱,支承保温材料得支承圈以及扶梯平台等。

四、板式塔塔盘型式介绍:板式塔塔盘型式有泡罩塔盘、筛板塔盘、浮阀塔盘及喷射型塔盘等,多采用浮阀塔盘. 浮阀塔盘具有处理能力大,压降小,操作弹性大,板效率高及结构简单等优点,但在使用中浮阀容易磨损。

浮阀就是圆盘片,塔盘上开圆孔,用浮阀得三条支腿固圮在塔盘上。

工作状态时,浮阀随上升蒸汽被顶起,气体从阀片向水平喷出,与液体激烈搅拌,形成泡沫状进行热疑与质量得接触交换,起到很好得分离效果.五、塔得优化操作方法:塔得优化操作就就是在塔得负荷满足要求、产品合格得前提下,用最小得公用工程消耗得到所需得合格产品。

一般当塔顶产品不合格时,用加大回流量来补救,但加大回流量,气、液相负荷均增加,重沸量也要加大,能疑消耗就要增加。

回流量增加到一泄程度,产品纯度上升很少,甚至不再上升,而能量得消耗却增加很多。

这种操作状态,虽然得到较纯得产品, 成本却很髙,不就是最佳状态。

应该正确选择最佳回流比,保证产品纯度合格,同时使能量消耗最少,这才就是最佳化操作。

第二节技术问答1、什么就是塔,苴主要包括哪几部分?答:塔就是炼厂主要工艺设备之一,它就是用来完成混合物分离得设备。

主要包括以下几个部分:①塔体:包括简体、端盖(主要就是椭圆形封头)及联接法兰等。

②内件:指塔盘或填料及其支承装置.③支座:支撑塔体得底座,一般为裙式支座,即裙座。

④附件:包括人孔、进岀料接管,各类仪表接管,液体与气体得分配装置,以及塔外得扶梯、平台、外保温等。

2、塔盘主要由哪些部分组成?答:①塔板:英上而开有许多孔,安装浮阀,泡帽或者直接作为汽相通道,介质得传热与传质就在这上面进行.②降液管:上层液体通过降液管流到下层塔盘,就是主要得液体通道。

③溢流堰:包括进口堰与岀口堰.进口堰主要就是为了保持降液管得正常液体高度,保证传质得正常进行。

3、按结构塔设备可分哪几大类?答:①板式塔:塔内有一层层相隔一定距离塔盘、液气两相就在塔盘上相互接触,进行热与质得传递,然后分开,气相继续上升到一层塔盘,液体流到下层塔盘上•根据塔盘形式得不同,板式塔又有:泡帽塔、槽形塔盘塔、S型塔盘塔、浮阀塔、喷射塔、筛板塔等.②填料塔:塔内充填着各种形式得填料,液体自上往下流,气体自下往上流,气液在填料表而上接触完成传质传热过程。

填料得型式繁多,如:拉西环、鲍尔环、波纹填料、鞍型及线网填料等。

4、按用途塔设备得分类有哪些?答:(1)分餾塔:将液体混合物分离成各种组分,如常压塔、减压塔、$种精饰塔等。

(2 )吸收塔:在塔内通过吸收液来分离气体。

(3)解吸塔:将吸收液通过加热减压等方法使溶解其中得气体再放出来。

(4)抽提塔:通过某种液体溶剂将混合物中有关产品分离出来。

(5)洗涤塔:用水来除去气体中无用得成分或固体颗粒,称为水洗塔,它同时还有一泄得冷却作用.5、一种性能良好塔盘应具有哪些特点?答:①分馅效率高。

②生产能力大,即允许得气、液相负荷都较高。

③操作稳左,弹性好,即气、液相负荷产生较大变化时仍能保证较高得分慵效率.④压降小.⑤结构简单,安装检修方便。

6、塔得主要内部构件有哪些?答:常用得板式塔得主要内部构件有:塔盘、徐种液体与气体出入管、除雾器、挡板及过滤器等。

7、塔得塔盘有何作用?答:塔盘就是塔得最主要内部件,气液间得传质、传热过程就就是通过塔盘来完成得。

塔盘增加了气液间得接触而积与接触时间,使传质、传热更充分。

8、塔盘有哪些不正常操作?答:(1)雾沫夹带。

(2)淹塔(液泛)。

(3)泄漏.(4)脉动.(5)汽泡夹带。

9、什么叫雾沫夹带?答:雾沫夹带就是气体在液体内鼓泡后,穿岀液层时总不免带有许多细微得液滴,有得来不及分离岀来就被带到了上一层塔盘得液体中去.10、什么就是液泛?答:液泛就是若液体流量过大,降液管而积不够,液体发生堵塞现象,几层塔盘得液体将连成一片,根本没法进行分慵操作。

1 1、什么就是传质过程?精餾塔内就是怎样完成传质与传热得?答:由于分子处于不停得运动状态,分子在运动中相互碰撞,改变自己得运动方向,从而从一个地方扩散到另一个地方,这就就是传质过程。

在精馅塔内,塔盘上存在着气、液两相,并密切接触,由于两相组分组成不平衡,使液相中得易挥发组分得到热捲成为气相,而气相中难挥发组分,冷凝下来成为液相,从而完成了一个传质与传热过程.12、精慵过程得实质就是什么?答:精懈过程得实质就是不平衡得气液两相在塔内多次逆向接触,多次进行部分汽化与部分冷凝,达到传热、传质得目得,使气相中轻组份断提高,液相中重组份浓度不断提髙,从而使混合物分离。

13、塔内上升蒸汽速度得波动对精懈操作有什么影响?答:塔内上升蒸汽得速度大小,直接影响着传质效果,一般地说,塔内最大得蒸汽上升速度应比液泛速度小一些,工艺上常选择最大允许速度为液泛80%,速度过高,会产生液泛或雾沫夹带,速度过低会产生泄漏现象,使塔板效率显著下降。

14、重沸器热量得波动对精餾有什么影响?答:重沸器得加热量就是影响塔内上升蒸汽速度得主要因素,在釜温保持稳定得情况下,加热量增加,塔内上升蒸汽速度增大,加热量减小,塔内上升蒸汽速度减小。

加热疑得调节范用过大、过猛,有可能造成液泛基泄漏,甚至导致超温超压。

1 5、浮阀塔板有哪些优、缺点?答:优点:效率髙,操作弹性大,处理能力好,雾沫夹带小,接触时间长,传质效果好.缺点:蒸汽沿上升蒸汽孔得周边喷出,仍然有液体得逆向混合,因而会降低传质效率,另外阀片容易卡住,影响苴自由开启。

16、炼化生产中,有些精慵塔得进料口为什么都在两个以上?答:调右进料口得位宜就是以进料组份发生变化为准,当进料中轻关键组份比正常操作低时, 应将进料口位宜下移,以增加精馅段得塔板数,从而提高精慵段得分离能力。

反之,当进料中轻关键组份增多时,进料口得位置应该上移,以增加提憎段得板数,从而提高提慵段分离能力.1 7、什么就是操作弹性?答:指精憎塔在工作范囤中,上升气体速度得最小允许值到最大允许值得范列。

1 8、什么就是干板压降?答:板式塔塔板压降得组成部分,指气体通过不存在液体得塔板时得压力损失.19、什么就是传质过程?答:系统在未达到平衡状态时,或在趋向平衡得运动中有质量得转移。

20、什么就是传热过程?答:指热能得传播过程,英方法有三种:热传导、热对流、热辐射。

21、进料状态对精馅操作有什么影响?答:对于固立进料状况得某个塔来说,进料状况得改变,将会影响到产品质量得改变,例如: 当塔应为泡点进料而改为冷液进料时,则精憾段塔板数过多,提馅段塔板数不足,结果就是塔顶产品质量可能提髙,而釜液中轻组份得蒸岀则不完全。

若改为气液混合进料或者饱勺蒸汽、过饱与蒸汽进料,则精懈段得塔板数不足,提馅段得塔板数过多,其结果就是塔顶产品中重组份浓度超过规立,釜液中轻组份含量比规龙值低,同时增加了塔顶生产中冷剂得消耗量,减少了塔釜得热剂消耗。

生产中多为泡点进料,此时,精懈段与提镉段上升蒸汽得流量相等, 故塔径一样,设计计算也比较方便.22、为什么说塔压突然升高,釜温随之升高,而塔内上升蒸汽得速度反而减小?答:因为这种釜温得升高就是因为压力釜液泡点所致,因而塔内得上升蒸汽量不但不会增加, 反而还会因压力得升髙而减小,这种釜温得升髙就是暂时得,因为此时塔釜轻组份得蒸出不完全,将导致釜液泡点下降,因而使釜温又随之下降。

23、在精餾操作中,怎样调节塔得压差?答:塔压差就是衡量塔内气体负荷大小得主要因素,也就是判断精慵操作得进料、出料就是否均衡得重要指标之一,在操作中,要针对引起塔压差变化得原因相应地进行调石,常用得方法有三种:一就是在进料不变得情况下,用塔顶得产品餾出量来调节塔压差,产品采出多,塔压下降,产品采出少,塔压上升;二就是在采出量不变得情况上,用进料量来调盯塔压差, 进料量加大,塔压差上升,进料量减小,塔压差下降。

三就是在工艺指标许可得范用内,通过釜温得变化来调节塔压差,提高釜温,塔压差上升,降低釜温,塔压差下降。

24、什么就是液相负荷?答:又称液体负荷,对有降液管得板式塔来说,就是横流经过塔板、过溢流堰落入降液管中得液体体积流量,也就是上下塔板间得内回流量,就是考察塔板液体力学状态与操作稳泄性得基本参数之一。

25、什么就是气相负荷?答:又称蒸汽负荷,对板式塔来说,就就是通过塔板得气体体积流量,往往以空塔气速或有效空塔气速来表示。

26、塔顶采出量得大小对精餾操作有什么影响?答:精慵塔塔顶采出量得大小与该塔得进料量得大小有着相互对应得关系,进料量增大,采岀量应增大,否则将会破坏塔内得气液平衡•如果进料量未变而塔顶采出量增大,则回流比势必减小,引起各塔板上得回流液量减少,气液接触不好,传质效率下降,同时操作压力也将下降,各塔板上得液组成发生变化,结果就是重组份被带到塔顶,塔顶产品质量不合格,在强制回流得操作中还易造成回流罐抽空。

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