蒸馏塔设备规范

塔设备设计

、塔设备的结构设计

塔设备在石油、化工等生产中，广泛用于精馏、吸收、萃取、气体增湿、离子交换等单元操作中。虽然所进行的工艺过程（单元操作）各不相同，其结构形式各异但根据塔的内件结构可将塔设备划分为板式塔和填料塔两大类。不论是板式塔还是填料塔，均由以下几部分组成：

塔体由筒体、封头、联接法兰等组成。

内件由塔盘、填料及支承装置组成。

支座一般采用裙式支座。

附件包括人孔、手孔、各种接管、吊柱、操作台、扶梯、保温层等。

（一）板式塔

图5-1 板式塔

1 板式塔的总体结构及其分类

板式塔的结构示意图如图5-1 所示。

板式塔的主体部分由塔体和裙座构成。

塔体和裙痤多采用钢板焊制。裙座为上端与塔体底封头焊接在一起，下端通过地脚螺栓固定在基础上。有的塔体需用铸钢制造时，采用以每层塔盘为一段，用法兰联接的形式。

板式塔的内件主要由多层塔盘组成。各层塔盘的结构相同，由气液接触元件（如浮阀、筛孔、泡罩等）、塔盘板、溢流装置、降液管受液盘以及支承件、紧固件等元件组成。一般塔盘间距相同。开有人孔的塔盘间距较大，通常为700mm 。最底一层塔盘到塔底的距离也

比塔盘间距高，因为塔底空间起着贮槽的作用，保证料液有足够的储存，使塔底液体不致流空。最高一层

塔盘和塔项距离也高于塔盘间距，在这一段上往往装有除沫器。

塔盘结构有整块式和分块式两种。采用形式与塔径大小有关，当直径小于700mm 的板式塔采用整块式塔盘，由于塔体分段，所以塔盘的安装可在塔外进行，塔体不需开设人孔。当塔的直径大于700mm 时，应

采用分块式塔盘，塔体上开设人孔，塔盘的装、拆可以在塔内进行。

按塔盘上气、液两相接触元件结构的不同，板式塔又可分为：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形塔以及各种复合型塔。目前，国内石油化工生产中使用较多的板式塔为筛板塔和浮阀塔。1．整块式塔盘结构采用整块式塔盘的塔体是由若干塔节组成，各塔节之间用法兰联接，每个塔节安装一至数块塔盘。根据塔盘的支承方式，整块式塔盘分为定距管式和重叠式两类。

图5-2 定距管式塔盘塔节

（1）定距管式塔盘

定距管式塔盘（见图5-2 ）由塔盘板、塔盘圈及带溢流的降液管组成。支承是由定距

管和拉杆将塔盘紧固在塔节内的一组支座上。

教材 P493 图 17-2 )

（1.1）塔节尺寸 塔节尺寸的确定主要考虑安装和检修的方便。塔径小只能伸入手臂安装 ; 塔径大可以进

入塔节内安装， 塔节长度可取较大。 由于受拉杆长度的限制， 并避免发生安装困难，每节塔 内塔盘数取

4~6 块，塔节长度 L 和板间距 H 的常用尺寸参见表 5-1 。

（1.2）塔盘板

图 5-3 定距管式塔盘板

塔盘板如图 5-3 所示， 塔盘板的厚度选取见表 5-2，板上开有阀孔、拉杆孔、 降液管孔 和泪孔。

（教材 P494图 17-5）

表

定距管式塔盘塔节尺寸

（1.3）塔盘圈 塔盘圈是由与塔盘板同样材料焊成的圆环。为了在塔盘与塔体间的缝隙中安放封用密 封用石棉绳，塔盘圈有角焊和翻边两种。 （教材 P 497

图 17-9）

图5-4 塔盘圈

角焊结构此结构系将塔盘圈角焊于塔板上组成塔盘（图5-4 a、b）。

在没有特殊要求时，可用单面角焊，焊缝可在塔盘圈内侧，也可在外侧。这种塔盘圈制造简单，但要注意减少焊接变形引起的塔板不平。

翻边结构此结构的塔盘圈直接由塔盘板翻边而成，因此可避免焊接就形，保证尺寸正确，缺点是需要冲压模具。当直边较短或制造条件许可时，可以整体冲压（图5-4c）。否则应另做一个塔盘圈与塔盘板对接（图5-4d）

塔盘圈的结构尺寸如图5-4，塔盘圈的高度h1 一般可取70mm，但不得低于溢流堰高度。塔盘圈外缘与塔体内壁的间隙一般为10-12mm。填料支承圈用φ 8-10mm 的圆钢弯成，其焊

接位置h2 随填料圈数而定，一般可以取30 或40mm 。塔盘圈的结构尺寸参见表5-2 。

表5-2 整块式塔盘结构尺寸

注：1、当腐蚀速度大于0.1mm/a，塔盘板厚度适当增加或在塔盘板下面加筋（应采用间断焊接，以防止塔盘板变形）。

2、泡罩的升气管胀接在塔盘上时，须适当增加塔盘厚度。（1.4）塔盘密封装置

图5-5 塔盘密封结构当塔盘装入塔节后，塔盘圈与塔节内壁间的间隙就成了填料函。常见的密封结构见图

5-5。它由石棉绳填料，压圈、压板、螺柱及螺母组成。螺柱焊在塔盘圈上，焊接高度25~30mm ，当拧紧螺母，压板压向压圈，而压圈压缩填料使之变形以达到密封的目的。每个压圈上焊两个吊耳，见图5-6 以便装拆，密封填料一般采用φ10~12mm 的石棉绳，放置2~3 层。图5-5 中（a）适用于塔盘圈比较低的情况；（b）（c）适用塔盘圈比较高的情况。压板与螺柱尺寸见图5-7。（教材P498 图17-10 相同）

图5-6 压圈

图 5-8 降液管

（1.5） 降液管

降液管分为圆形和弓形三种，如图

5-8 所示。图中（ a ）（ b ）为圆形降液管，其中（ a ）

图 5-7 压板与螺柱

是用管的伸出端兼作溢流堰，而图（b）是另外设有溢流堰，圆形降液管的降液能力小，管中易为泡沫所充满，产生拦液现象，因此，只有在液体负荷较小或塔径较小时用，图（c）

为弓形降液管，它最大限度地利用于塔的载面，不仅降液能力大，而且具有气、液分离较好优点，故使用较多，尤其用于大塔。降液管由平板和弧形板焊接而成，平板上部有凸出肩架，组装时使其架于塔板上，操作时作为溢流堰。堰长L 和堰高H 由工艺决定，常取L=（0.6~0.8）D1 （塔盘内径），

h=30~40mm 。（教材P499图17-12~13 相同）塔的最下层塔盘降液管末端，应设液封槽（图5-8（d））。（教材P499图17-14相同）（1.6）定距管支承结构定距管支承结构由拉杆、定距管、塔盘支座和锁紧螺母组成，见图5-9 。定距管对塔盘起支承作用并保证相邻两塔盘的板间距。安装时先根据安装尺寸把四个支座焊在塔壁上，将四根下端拧好螺母的拉杆穿入支座的拉杆孔，把下层的一块塔盘从上套进拉杆，塔板支承在支座上，再把定距管套进拉杆，然后装好密封装置。这样依次装入塔盘。最上层一块塔盘

的上面用短套管套进拉杆再放上垫圈，用双螺母锁紧。

图5-9 定距管支承结构