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气液传质设备塔器设备
Mass Transfer Equipments
大型化工装置
大型化工装置
常见的化工设备: 反应器塔器换热器容器
1、容器:主要用来贮存原料,中间产品和成品等。按形状分有圆柱形、球形等,而以圆柱形容器应用最广。 2、换热器:主要用来使两种不同温度的物料进行热量交换,以达到加热或冷却之目的。 3 3、反应器:主要用来使物料在其中间进行化学反应,生成新的物质, 或者使物料进行搅拌、沉降等单元操作。 4、塔器:用于吸收、洗涤、精馏、萃取等化工单元操作。塔器多为立式设备,其断面一般为圆形。塔器的高度和直径之比,一般相差较大。
常见化工设备
反应器
塔器
容器
换热器
第一章概论
第一节塔设备在化工生产中的作用和地位
塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液和液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外, 工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下,在一定的设备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备;从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器, 且长径比较大,形如“塔”,故习惯上称其为塔设备。
第一节塔设备在化工生产中的作用和地位
塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜的条件,即充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而达到相际间质量和热量交换的目的,实现工艺所要求的生产过程,生产出合格的产品。所以塔设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等方面部有着重大的影响。塔设备的投资费用及钢材耗量仅次于换热设备。据统计,在化工和石油化工生产装置中,%, %;其所消耗的钢材重量在各类工艺设备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,%,%,年产30万吨乙烯装置中占25~%。可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一,它的设计、研究、使用对化工、炼油等工艺的发展起着重大的作用。
第二节塔设备的分类及一般构造
随着炼油、化工生产工艺的不断改进和发展,与之相适应的塔设备也形成了形式繁多的结构和类型,以满足各种特定的工艺要求。为了便于研究和比较,人们从不同的角度对塔设备进行分类。如按工艺用途分类,按操作压力分类,也可按其内部结构进行分类。 1、按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔。塔设备根据其完成的工艺操作不同,其压力和温度也不相同。但当达到相平衡时,压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数关系。在实际生产中,原料和产品的成分和要求是工艺确定的,不能随意改变,压力和温度有选择的余地,但二者之间是相互关联的,如一项先确定了,另一项则只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的角度来说,选常压操作最好,从冷却剂的来源角度看,一般宜将塔顶冷凝温度控制在30~40
℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设备根据具体工艺要求,设备及操作成本综合考虑,有时可以在常压下操作、有时需要在加压下操作,有时还需要减压操作。
第二节塔设备的分类及一般构造
2、按塔的内件构成结构分为板式塔和填料塔。塔设备尽管其用途各异,操作条件也各不相同,但就其构造而言都大同小异,主要由塔体、支座、内部构件及附件组成。根据塔内部构件的结构可以将其分为板式塔和填料塔两大类。具体结构如图所示。塔体是塔设备的外壳,由圆筒和两封头组成;封头可以是半球形、椭圆形、碟形等;支座是将塔体安装在基础上的连接部分,一般采用裙式支座,有圆筒形和圆锥形两种,常采用圆筒形。裙座与塔体采用对接銲接或搭接焊接连接,裙座的高度由工艺要求的附属设备(如再沸器、泵)及管线的布置情况而定。
第二节塔设备的分类及一般构造
在板式塔中装有一定数量的塔盘, 液体借自身的重量自上而下沉向塔底(在塔盘板上沿塔径横向流动), 气体靠压差自下而上以鼓泡的形式穿过塔盘上的液层升向塔顶。在每层塔盘上气、液两相密切接触,进行传质,使两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
第二节塔设备的分类及一般构造
填料塔中则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塔底向上流动,与液体进行逆流传, 两相组分的浓度沿