第7章 塔设备
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（2）当塔底封头材料为合金钢时，座圈上部应设短节，短节材料和底封头相同，以避免不同材料焊接对底封头产生不利影响。
短节长度：
操作温度t＜0℃或t＞350℃时，短节长度取为保温层厚度的四倍，且不小于500mm。
操作温度t=0~350℃时，短节长度取为250~300 mm。
三、吊柱
1、吊柱的作用
2、吊柱的结构
（二）浮阀塔
优点：
1、结构紧凑，生产能力大。
2、蒸汽以水平方向吹入液层，阻力小，气液接触时间长且接触状况良好，故雾沫夹带少，塔板效率高。
3、浮阀可根据气量大小上下浮动，操作弹性大。
4、浮阀结构简单，安装容易，造价较低。
缺点：
在结构、生产能力、塔板效率等方面不及筛板塔，有待进一步的改进。
（三）筛板塔
优点：
板式塔的缺点：结构较复杂、阻力降较大
二、板式塔类型
（一）泡罩塔
优点：
1、操作弹性大，在气、液负荷波动较大时仍能保持较恒定的塔板效率。
2、对物料适应性强，塔板不易堵塞。
缺点：
1、结构复杂，金属耗量大，造价高，安装和维修不方便。
2、气体压力降大，雾沫夹带较严重，因此限制了气速的提高，生产能力不大。
3、不好操作，液体或蒸汽流量很小时，会形成气液接触不良或蒸汽流动的脉动；反之会形成雾沫夹带、液泛等。
地震时使塔设备相对于地面运动的惯性力称为地震力，在一般计算中只考虑水平地震力对塔设备的作用。
震级——表示地震时释放能量的大小
地震烈度——表示地震的破坏程度
1、单质点弹性体系水平地震力的计算
F=CZαMpg
CZ----结构系数，钢制圆筒形设备CZ=0.5
α----地震影响系数（图7-76）
Mp----集中于单质点的质量
最大弯矩：
水压试验时：
三、筒体的强度及稳定性校核
（一）各种载荷引起的轴向应力
1、设计压力引起的轴向应力：
2、质量载荷引起的轴向应力：
3、最大弯距引起的轴向应力：
（二）最大组合应力的计算及校核
（1）最大组合拉应力
σLmax=σ1-σ2+σ3<K[σ]tφ
（2）最大组合压应力
σYmax=σ1+σ2+σ3<[σ]cr
（2）栅板的强度计算（了解）
P=PP+ PLN
PP=9.8HLtγPN
乱堆填料：PL=3.43HLtγL×10-4N
丝网填料：PL=0.49HLtγL×10-4N
M=PL/6 N.m
2、体喷射式支承板
优点：气体和液体通过不同通道流动，可减小气液流动的阻力
（1）驼峰式气体喷射式支承板
（2）钟罩型气体喷射式支承板
二、塔的载荷分析
（一）质量载荷
设备操作时的质量：m0= + m02+ m03+ m04+ m05+ ma+ me
设备水压试验时的最大质量：mmax= m01+ m02+ m03+ m04+ mw+ ma+ me
设备停工检修时的最小质量：mmin= m01+0.2m02+ m03+ m04+ ma
其中：m01—设备壳体（包括裙座）质量
1、流盘式布液器
2、溢流槽式布液器
1、
（三）冲击型布液器
1、反射板式布液器
2、宝塔式布液器
四、液体再分布装置
作用：防止壁流；防止“干锥”的出现；对液体进行重新分布；
1、分配锥
2、槽式液体再分布器
3、多孔盘式液体再分布器
4、斜板复合式液体再分布器
§7-3 板式塔
一、总体结构
板式塔的优点：效率高、处理量大、重量轻、便于维修
§7-4 塔设备的附件
一、除沫器
作用：（1）分离塔顶出口气体中夹带的液滴，保证传质效率
（2）减少有价值物料的损失
（3）改善后续设备的操作条件
丝网除沫器
折板除沫器
旋流板除沫器
二、裙座
1、裙座的总体结构
2、裙座材料
（1）裙座与塔内物料不直接接触，也不承受塔内的介质压力，所以不受压力容器用钢的限制，允许采用普通碳素结构钢，如Q235-A、Q235-AF等制造。当裙座温度≤-20℃时，应选择16Mn，且具有一定的冲击韧性。
（2）全负荷运转
（3）大型塔设备的设计、制造、操作和维修
塔设备的设计内容：
﹡结构设计------确定塔体结构；塔盘结构；溢流装置；紧固件及支持件；进出口接管结构；裙座及其它附件；
﹡机械设计------选择材料；计算塔体壁厚裙座壁厚；计算地脚螺栓直径及数量等；
工艺设计------计算理论塔板数；选择塔板效率并确定实际塔板数；选取板间距并初步确定塔高；计算塔径（或空塔气速）；进行流体力学验算；
2.0
0.1017
0.0464
0.1106
3.0
0.1189
0.0404
0.1336
4.0
0.1235
0.0384
0.1400
5.0
0.1246
0.0375
0.1416
∞
0.1250
0.0375
0.1422
b、刚度计算
要求：fmax≤[f]浮阀塔盘：DN≤2400mm时，[f]=3.2mm
DN＞2400mm时，[f]= DN/720 mm
三、液体分布装置
基本要求：（1）结构简单，制造、安装、维修方便
（2）不需很大的液体压头即能均匀分散液体，液体通道不易堵塞
（3）满足喷淋点数的要求
（一）喷洒型
1、多孔直管式布液器
优点：结构简单
缺点：液体分布均匀性较差；液体不清洁时，小孔容易堵塞；
*2、多孔排管式布液器
优点：喷淋面积大且均匀
缺点：操作弹性小；要求压力稳定；
3、结构简单，安装、维修方便。
缺点：
1、液体被气体冲至塔壁落入降液管，带有大量泡沫，气相夹带严重，塔板效率低。
2、固定舌形塔操作弹性小，气流量小时易漏液；浮动舌形塔浮舌易损坏。
三、板式塔塔盘结构
(一)塔盘
塔盘设计要求：
（1）有一定的强度和刚度以承载和维持水平
（2）塔盘和塔壁之间应保证一定的密封性以避免气液短路
3、多孔环管式布液器
优点：结构简单，制造、安装方便
缺点：喷淋面积小，不够均匀；要求液体均匀，否则小孔容易堵塞
4、筛孔盘式布液器
气体截面积小，阻力大，操作弹性小
5、莲蓬头式布液器
优点：结构简单，安装、拆卸方便
缺点：小孔易堵塞；雾沫夹带严重；流量或压力改变时，液体分布状况会产生较大改变
莲蓬头直径：d=(0.2~0.3)DN
§7-2填料塔
填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。
板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。
在结构上，填料塔主要优点：
（1）结构简单，压力降小
（2）便于处理腐蚀性物料（填料一般由耐蚀材料制成）、易起泡沫的物料（气体不是以发泡的形式通过液层，而且填料对气泡有破碎作用）及真空操作（气液阻力降小）
a．强度计算
最大弯曲应力： ；
取σ=max｛σx，σy｝
要求：σ≤[σ]
操作时：[σ]=0.65
检修时：[σ]=0.95
L/b
α
β
γ
1.0
0.0479
0.0479
0.0433
1.2
0.0626
0.0501
0.0616
1.5
0.0812
0.0499
0.0843
1.8
0.0948
0.0479
0.1017
四、裙座的强度及稳定性校核
1、裙座圈的计算——应力校核
2、基础环的计算——厚度计算
3、地脚螺栓的计算——直径计算
4、裙座圈与筒体焊缝的计算——应力校核
2、多质点弹性体系水平地震力的计算
Fjk=CZαηjkmkg
ηjk----j振型k质点的振型系数
Yk=Ya(hi/H)3/2
等截面塔：
3、地震弯矩的计算
对于等截面塔：
ME10-0=35/16 CZα1mgH2
当H/D>15或塔设备的高度大于等于20m时，需考虑高振型的影响，采用简化计算方法：
MEI-I=1.25 ME1I-I
按压力---------加压塔、常压塔、减压塔
按单元操作--------精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等
﹡按支承方式--------框架塔、自支承式塔
﹡按塔内件结构--------板式塔、填料塔
四、塔设备的发展及现状
·塔设备的形式繁多，规模范围也很大
·塔设备的大型化发展趋势
（1）强度、刚度及流体均布等方面的问题
（二）偏心载荷
ME=9.8me.e
Me----偏心质量
e----偏心距
（三）风载荷
1、水平风力的计算
计算风速V0
↓
基本风压q0=ρV02/2
↓
各段风压qi=fiq0
↓
水平风力Pi=K1K2ifiq0liDei
2、风弯矩的计算
（四）地震载荷
构造地震
塔设备在地震载荷作用下，产生三个方向的运动：水平方向的振动；垂直方向的振动；扭转，其中水平方向的振动危害最大。
第7章塔设备
§7-1 概述
一、塔设备在化工生产中的作用和地位
塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果。
1、结构简单，制造容易，造价低。
2、塔板效率较高，生产能力大。
3、对物料的适应性强，不易堵塞。
缺点：
1、操作弹性小，需保持较稳定的气、液流速。
2、小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体颗粒的料液。
（四）穿流式栅板塔
优点：
1、无溢流和降液装置，结构简单，安装和维修方便。
2、塔板上的开孔有效面积大，开孔率大，故生产能力大。
塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比例
装置名称
塔设备的投资比例
塔设备重量的比例
石油及石油化工
（60万吨、120万吨/年催化裂化装置）
25.4%
48.9%
炼油及煤化工
（30万吨/年乙烯装置）
34.85%
25.3%
化纤
（4.5万吨/年丁二烯装置）
44.9%
54%
二、对塔设备的基本性能指标要求
三、塔设备的分类
3、气、液流动的压力降小，适用于真空蒸馏。
4、孔道不易堵塞，对物料的适应性强。
缺点：
1、操作弹性小。
2、塔板效率低。
（五）斜喷型塔
优点：
1、舌形塔是喷射型塔，气体喷出的方向和液体流动的方向一致，可充分利用气体动能促进气液两相间的接触，提高传质效率。
2、气体不必通过较深的液层，压力降小，雾沫夹带小，可采用较大气速，故生产能力高。
缺点：（1）体极大、重量大
（2）传质效率较低，操作稳定性较差
（3）不适于处理污浊液体、含尘气体、含有固体颗粒及容易结垢的物料
填料塔总体结构（图7-1）
一、填料
二、填料支承装置
基本要求：（1）具有足够的强度和刚度
（2）具有足够的自由截面积
（3）结构简单，便于安装，能耐介质腐蚀
1、栅板
（1）栅板的结构
注意：栅条的间距不能过小，否则会使栅板自由截面积过小，而且填料会堵塞栅条间的气体通道，使气体压力降增大。
喷洒半角：α≤40o
小孔数目：n=1+n1+2 n1+3 n1+……..+m n1(n1为第一圈圆周上的孔数)
安装高度：h=(0.5~1) DN
（二）溢流型
喷洒型液体分布装置的局限性：
（1）液体需要有一定的压力才能喷洒。
（2）孔眼容易堵塞。
（3）当塔径较大时液体分布的均匀性较差。
因此，对直径较大的填料塔，多采用溢流型液体分布装置。
泡罩塔盘：DN≤1830mm时，[f]=1.6mm
DN＞1830mm时，[f]= 3.2mm
（2）支承梁
（二）降液管和受液盘
1、降液管
2、受液盘
（三）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流堰
出口堰（1）保证塔盘上有一定厚度的液层
（2）使液流均匀
（3）增加溢流周边长度，有利于气液分离
进口堰（1）保证降液管密封
（2）减少水平方向的冲击，使液流均匀流过塔盘
m02—设备内件质量
m03—设备保温材料质量
m04—设备上平台、扶梯质量
m05—设备内物料质量
ma—设备上人孔、接管、法兰等附件质量
mw—设备内充水质量
me—偏心质量
0.2 m02是考虑停工检修时壳体上的内件质量，如塔盘支持圈、降液管等
质量载荷使塔的各个截面产生轴向压应力
不同截面、不同工作状况（操作或非操作）的载荷不同质量
3、吊柱的选用
§7-5 塔设备的强度计算
一、塔设备的自振周期
塔设备的振动属多质点体系的振动，具有多个自由度，可出现多种振型，由于塔设备的刚度较大，通常只考虑第一振型。
1、等截面塔的自振周期
2、变截面塔的自振周期
此公式只能计算第一振型的自振周期，第二振型自振周期可根据T2= T1/6计算
塔任意段的水平位移和塔顶位移的关系：
（3）便于制造、安装和维修
（4）制造成本低
按气液两相流动方式分：
溢流式（错流式）：操作弹性大
穿流式（逆流式）：生产能力大
按塔径大小分——整块式：D≤700mm
分块式：D＞700mm
任选：D=700~800mm
补充：塔盘板及支撑梁的强度和刚度计算
（1）塔盘板
简化为周边简支的矩形薄板，承受均布载荷（包括塔盘板的自重和塔盘板上物料的重量）
短节长度：
操作温度t＜0℃或t＞350℃时，短节长度取为保温层厚度的四倍，且不小于500mm。
操作温度t=0~350℃时，短节长度取为250~300 mm。
三、吊柱
1、吊柱的作用
2、吊柱的结构
（二）浮阀塔
优点：
1、结构紧凑，生产能力大。
2、蒸汽以水平方向吹入液层，阻力小，气液接触时间长且接触状况良好，故雾沫夹带少，塔板效率高。
3、浮阀可根据气量大小上下浮动，操作弹性大。
4、浮阀结构简单，安装容易，造价较低。
缺点：
在结构、生产能力、塔板效率等方面不及筛板塔，有待进一步的改进。
（三）筛板塔
优点：
板式塔的缺点：结构较复杂、阻力降较大
二、板式塔类型
（一）泡罩塔
优点：
1、操作弹性大，在气、液负荷波动较大时仍能保持较恒定的塔板效率。
2、对物料适应性强，塔板不易堵塞。
缺点：
1、结构复杂，金属耗量大，造价高，安装和维修不方便。
2、气体压力降大，雾沫夹带较严重，因此限制了气速的提高，生产能力不大。
3、不好操作，液体或蒸汽流量很小时，会形成气液接触不良或蒸汽流动的脉动；反之会形成雾沫夹带、液泛等。
地震时使塔设备相对于地面运动的惯性力称为地震力，在一般计算中只考虑水平地震力对塔设备的作用。
震级——表示地震时释放能量的大小
地震烈度——表示地震的破坏程度
1、单质点弹性体系水平地震力的计算
F=CZαMpg
CZ----结构系数，钢制圆筒形设备CZ=0.5
α----地震影响系数（图7-76）
Mp----集中于单质点的质量
最大弯矩：
水压试验时：
三、筒体的强度及稳定性校核
（一）各种载荷引起的轴向应力
1、设计压力引起的轴向应力：
2、质量载荷引起的轴向应力：
3、最大弯距引起的轴向应力：
（二）最大组合应力的计算及校核
（1）最大组合拉应力
σLmax=σ1-σ2+σ3<K[σ]tφ
（2）最大组合压应力
σYmax=σ1+σ2+σ3<[σ]cr
（2）栅板的强度计算（了解）
P=PP+ PLN
PP=9.8HLtγPN
乱堆填料：PL=3.43HLtγL×10-4N
丝网填料：PL=0.49HLtγL×10-4N
M=PL/6 N.m
2、体喷射式支承板
优点：气体和液体通过不同通道流动，可减小气液流动的阻力
（1）驼峰式气体喷射式支承板
（2）钟罩型气体喷射式支承板
二、塔的载荷分析
（一）质量载荷
设备操作时的质量：m0= + m02+ m03+ m04+ m05+ ma+ me
设备水压试验时的最大质量：mmax= m01+ m02+ m03+ m04+ mw+ ma+ me
设备停工检修时的最小质量：mmin= m01+0.2m02+ m03+ m04+ ma
其中：m01—设备壳体（包括裙座）质量
1、流盘式布液器
2、溢流槽式布液器
1、
（三）冲击型布液器
1、反射板式布液器
2、宝塔式布液器
四、液体再分布装置
作用：防止壁流；防止“干锥”的出现；对液体进行重新分布；
1、分配锥
2、槽式液体再分布器
3、多孔盘式液体再分布器
4、斜板复合式液体再分布器
§7-3 板式塔
一、总体结构
板式塔的优点：效率高、处理量大、重量轻、便于维修
§7-4 塔设备的附件
一、除沫器
作用：（1）分离塔顶出口气体中夹带的液滴，保证传质效率
（2）减少有价值物料的损失
（3）改善后续设备的操作条件
丝网除沫器
折板除沫器
旋流板除沫器
二、裙座
1、裙座的总体结构
2、裙座材料
（1）裙座与塔内物料不直接接触，也不承受塔内的介质压力，所以不受压力容器用钢的限制，允许采用普通碳素结构钢，如Q235-A、Q235-AF等制造。当裙座温度≤-20℃时，应选择16Mn，且具有一定的冲击韧性。
（2）全负荷运转
（3）大型塔设备的设计、制造、操作和维修
塔设备的设计内容：
﹡结构设计------确定塔体结构；塔盘结构；溢流装置；紧固件及支持件；进出口接管结构；裙座及其它附件；
﹡机械设计------选择材料；计算塔体壁厚裙座壁厚；计算地脚螺栓直径及数量等；
工艺设计------计算理论塔板数；选择塔板效率并确定实际塔板数；选取板间距并初步确定塔高；计算塔径（或空塔气速）；进行流体力学验算；
2.0
0.1017
0.0464
0.1106
3.0
0.1189
0.0404
0.1336
4.0
0.1235
0.0384
0.1400
5.0
0.1246
0.0375
0.1416
∞
0.1250
0.0375
0.1422
b、刚度计算
要求：fmax≤[f]浮阀塔盘：DN≤2400mm时，[f]=3.2mm
DN＞2400mm时，[f]= DN/720 mm
三、液体分布装置
基本要求：（1）结构简单，制造、安装、维修方便
（2）不需很大的液体压头即能均匀分散液体，液体通道不易堵塞
（3）满足喷淋点数的要求
（一）喷洒型
1、多孔直管式布液器
优点：结构简单
缺点：液体分布均匀性较差；液体不清洁时，小孔容易堵塞；
*2、多孔排管式布液器
优点：喷淋面积大且均匀
缺点：操作弹性小；要求压力稳定；
3、结构简单，安装、维修方便。
缺点：
1、液体被气体冲至塔壁落入降液管，带有大量泡沫，气相夹带严重，塔板效率低。
2、固定舌形塔操作弹性小，气流量小时易漏液；浮动舌形塔浮舌易损坏。
三、板式塔塔盘结构
(一)塔盘
塔盘设计要求：
（1）有一定的强度和刚度以承载和维持水平
（2）塔盘和塔壁之间应保证一定的密封性以避免气液短路
3、多孔环管式布液器
优点：结构简单，制造、安装方便
缺点：喷淋面积小，不够均匀；要求液体均匀，否则小孔容易堵塞
4、筛孔盘式布液器
气体截面积小，阻力大，操作弹性小
5、莲蓬头式布液器
优点：结构简单，安装、拆卸方便
缺点：小孔易堵塞；雾沫夹带严重；流量或压力改变时，液体分布状况会产生较大改变
莲蓬头直径：d=(0.2~0.3)DN
§7-2填料塔
填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。
板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。
在结构上，填料塔主要优点：
（1）结构简单，压力降小
（2）便于处理腐蚀性物料（填料一般由耐蚀材料制成）、易起泡沫的物料（气体不是以发泡的形式通过液层，而且填料对气泡有破碎作用）及真空操作（气液阻力降小）
a．强度计算
最大弯曲应力： ；
取σ=max｛σx，σy｝
要求：σ≤[σ]
操作时：[σ]=0.65
检修时：[σ]=0.95
L/b
α
β
γ
1.0
0.0479
0.0479
0.0433
1.2
0.0626
0.0501
0.0616
1.5
0.0812
0.0499
0.0843
1.8
0.0948
0.0479
0.1017
四、裙座的强度及稳定性校核
1、裙座圈的计算——应力校核
2、基础环的计算——厚度计算
3、地脚螺栓的计算——直径计算
4、裙座圈与筒体焊缝的计算——应力校核
2、多质点弹性体系水平地震力的计算
Fjk=CZαηjkmkg
ηjk----j振型k质点的振型系数
Yk=Ya(hi/H)3/2
等截面塔：
3、地震弯矩的计算
对于等截面塔：
ME10-0=35/16 CZα1mgH2
当H/D>15或塔设备的高度大于等于20m时，需考虑高振型的影响，采用简化计算方法：
MEI-I=1.25 ME1I-I
按压力---------加压塔、常压塔、减压塔
按单元操作--------精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等
﹡按支承方式--------框架塔、自支承式塔
﹡按塔内件结构--------板式塔、填料塔
四、塔设备的发展及现状
·塔设备的形式繁多，规模范围也很大
·塔设备的大型化发展趋势
（1）强度、刚度及流体均布等方面的问题
（二）偏心载荷
ME=9.8me.e
Me----偏心质量
e----偏心距
（三）风载荷
1、水平风力的计算
计算风速V0
↓
基本风压q0=ρV02/2
↓
各段风压qi=fiq0
↓
水平风力Pi=K1K2ifiq0liDei
2、风弯矩的计算
（四）地震载荷
构造地震
塔设备在地震载荷作用下，产生三个方向的运动：水平方向的振动；垂直方向的振动；扭转，其中水平方向的振动危害最大。
第7章塔设备
§7-1 概述
一、塔设备在化工生产中的作用和地位
塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果。
1、结构简单，制造容易，造价低。
2、塔板效率较高，生产能力大。
3、对物料的适应性强，不易堵塞。
缺点：
1、操作弹性小，需保持较稳定的气、液流速。
2、小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体颗粒的料液。
（四）穿流式栅板塔
优点：
1、无溢流和降液装置，结构简单，安装和维修方便。
2、塔板上的开孔有效面积大，开孔率大，故生产能力大。
塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比例
装置名称
塔设备的投资比例
塔设备重量的比例
石油及石油化工
（60万吨、120万吨/年催化裂化装置）
25.4%
48.9%
炼油及煤化工
（30万吨/年乙烯装置）
34.85%
25.3%
化纤
（4.5万吨/年丁二烯装置）
44.9%
54%
二、对塔设备的基本性能指标要求
三、塔设备的分类
3、气、液流动的压力降小，适用于真空蒸馏。
4、孔道不易堵塞，对物料的适应性强。
缺点：
1、操作弹性小。
2、塔板效率低。
（五）斜喷型塔
优点：
1、舌形塔是喷射型塔，气体喷出的方向和液体流动的方向一致，可充分利用气体动能促进气液两相间的接触，提高传质效率。
2、气体不必通过较深的液层，压力降小，雾沫夹带小，可采用较大气速，故生产能力高。
缺点：（1）体极大、重量大
（2）传质效率较低，操作稳定性较差
（3）不适于处理污浊液体、含尘气体、含有固体颗粒及容易结垢的物料
填料塔总体结构（图7-1）
一、填料
二、填料支承装置
基本要求：（1）具有足够的强度和刚度
（2）具有足够的自由截面积
（3）结构简单，便于安装，能耐介质腐蚀
1、栅板
（1）栅板的结构
注意：栅条的间距不能过小，否则会使栅板自由截面积过小，而且填料会堵塞栅条间的气体通道，使气体压力降增大。
喷洒半角：α≤40o
小孔数目：n=1+n1+2 n1+3 n1+……..+m n1(n1为第一圈圆周上的孔数)
安装高度：h=(0.5~1) DN
（二）溢流型
喷洒型液体分布装置的局限性：
（1）液体需要有一定的压力才能喷洒。
（2）孔眼容易堵塞。
（3）当塔径较大时液体分布的均匀性较差。
因此，对直径较大的填料塔，多采用溢流型液体分布装置。
泡罩塔盘：DN≤1830mm时，[f]=1.6mm
DN＞1830mm时，[f]= 3.2mm
（2）支承梁
（二）降液管和受液盘
1、降液管
2、受液盘
（三）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流堰
出口堰（1）保证塔盘上有一定厚度的液层
（2）使液流均匀
（3）增加溢流周边长度，有利于气液分离
进口堰（1）保证降液管密封
（2）减少水平方向的冲击，使液流均匀流过塔盘
m02—设备内件质量
m03—设备保温材料质量
m04—设备上平台、扶梯质量
m05—设备内物料质量
ma—设备上人孔、接管、法兰等附件质量
mw—设备内充水质量
me—偏心质量
0.2 m02是考虑停工检修时壳体上的内件质量，如塔盘支持圈、降液管等
质量载荷使塔的各个截面产生轴向压应力
不同截面、不同工作状况（操作或非操作）的载荷不同质量
3、吊柱的选用
§7-5 塔设备的强度计算
一、塔设备的自振周期
塔设备的振动属多质点体系的振动，具有多个自由度，可出现多种振型，由于塔设备的刚度较大，通常只考虑第一振型。
1、等截面塔的自振周期
2、变截面塔的自振周期
此公式只能计算第一振型的自振周期，第二振型自振周期可根据T2= T1/6计算
塔任意段的水平位移和塔顶位移的关系：
（3）便于制造、安装和维修
（4）制造成本低
按气液两相流动方式分：
溢流式（错流式）：操作弹性大
穿流式（逆流式）：生产能力大
按塔径大小分——整块式：D≤700mm
分块式：D＞700mm
任选：D=700~800mm
补充：塔盘板及支撑梁的强度和刚度计算
（1）塔盘板
简化为周边简支的矩形薄板，承受均布载荷（包括塔盘板的自重和塔盘板上物料的重量）