典型化工设备设计塔设备结构

1、整块式塔盘
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图6-3 定距管式塔盘结构
1、整块式塔盘
结构——塔体由若干塔节组成，内装有一定数量 的塔盘，塔节间用法兰连接。
组装方式
定距管式 重叠式
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定距管式塔盘
用定距管和拉杆将同一塔节内的几块塔盘支承并固定 在塔节内的支座上，定距管起支承塔盘和保持塔盘间 距的作用。
定典距型化管工式设备塔设盘计结塔设构备结构
2、分块式塔盘
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做成分块式的原因
1）在工艺上，塔径大，塔盘过大，分液不均匀； 2）对碳钢，塔板厚3~4mm，不锈钢2~3mm，塔 径过大，易形成弧形，安装时水平度不好，从刚 度出发，仍要分块； 3）塔板过大，不能放进塔内，因一般从人孔进出， 人孔尺寸有限制，因而塔盘受此限制要分块。
塔设备
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第六章 塔设备及其机械设计基础
教学重点： 板式塔的基本结构和塔设备的应力校核 教学难点： 风载荷的计算
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塔体 内件 支座 附件
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第一节 概 述
塔设备是重要的单元操作设备，实现气 （汽）—液相或液—液相之间的充分接触，从而 达到相际间进行传质及传热的目的。
30万吨/年乙烯 4.5万吨/年丁二烯
塔设备重量的 比例(%)
48.9
25.3 54
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二、塔设备的选型 • 填料塔与板式塔的比较
塔型 项目
压降
空塔气速
塔效率 液-气比 持液量 安装、检修
材质 造价
填料塔
小尺寸填料，压降较大，而大尺 寸填料及规整填料，则压降较小 小尺寸填料气速较小，而大尺寸 填料及规整填料则气速可较大 传统的填料，效率较低，而新型 乱堆及规整填料则塔效率较高
尾气
新吸收气
混合气
取出的溶液
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空气解吸收硫化氢的吸收流程
净化气体
解吸气
１
２
混合气
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空气
一、塔设备的应用 • 塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比重
装置名称
塔设备投资的比例 (%)
化工及石油化
工
25.4
炼油及煤化工 34.85
化纤
44.9
装置名称
60万吨，120万吨/年催化裂 化
塔盘与塔体之间的间隙，以软填料密封并用压圈压紧。 高度随塔径增加。
塔径DN=300～500mm时，塔节高度L=800～1000mm； 塔径DN=600～700mm时，塔节高度L=1200～
1500mm。 为方便安装，每个塔节中的塔盘数为5-6块。
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1—塔盘板 2—降液管 3—拉杆 4—定距管 5—塔盘圈 6—吊耳 7—螺栓 8—螺母 9—压板 10 —压圈 11—石棉绳
与整块式的区别
分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板)，无密封结构 整块式：有塔盘圈，无支持圈(支持板)，有密封结构
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塔盘板结构
主要有自身梁式和槽式。
典图型化6-工9 设塔备盘设计板塔结设构备结构
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分块式塔盘板（自身梁式）
通道板—— 接近中央处设置，塔内清洗和维修。 在同一垂直位置上，以利采光和拆卸。 也可用一块塔盘板代替，见下图
塔设备完成的单元过程有：精馏、吸收、解 吸、萃取。这些过程是在一定的温度、压力、流 量等工艺条件下完成的。因此，塔的结构必须保 证气－液两项，或者液－液两项的充分接触，和 必要的传质、传热面积、以及两项分离的空间。
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塔设备除要满足工艺条件以外，还应满足下列条 件：
1. 气液两相充分接触，相际间传热面积大， 接触时间充分。
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二、塔盘结构
塔盘实际上是塔中的气、液通道。 为了满足正常操作要求，塔盘结构 本身必须具有一定的刚度以维持水 平，塔盘与塔壁之间要保持一定的 密封性以避免气、液短路。
塔盘的结构有整块式和分块式两种。
整块式塔盘
DN≤700mm
分块式塔盘
DN≥800mm
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对液体量有一定要求 较小 较难
金属及非金属材料均可 新型填料，投资较大
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板式塔
较大 较大
较稳定、效率较高
适用范围较大 较大 较容易
一般用金属材料 大直径时造价较低
下列情况优先选用填料塔: 1）在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有 高的传质效率，故可采用新型填料以为降低高度； 2）对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量 较小，压降小，故可有限选择真空操作下的填料塔； 3）具有腐蚀性的物料，可选择填料塔； 4）容易发泡的物料，宜选用填料塔；
下列情况优先选用板式塔：
1）塔内液体滞液量较大，要求塔的负荷变化范围较宽， 对进料浓度变化要求不敏感，要求操作易于稳定；
2）塔内负荷较小；
3）含固体颗粒、容易结垢、有结晶的物料；
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一、总体结构
第二节 板式塔结构
1、塔体与裙座结构
2、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢 流堰、紧固件和支承件。
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3、塔盘的支承
对直径不大的塔（＜2000mm)，塔盘 的支承一般用焊在塔壁上的支持圈
对直径较大的塔（＞2000~3000mm）， 需支承梁结构。
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基本特点
第三节 填料塔
填料塔在传质形式上与板式塔不同，
2. 阻力小，压降小，塔内热量损失少 。 3. 生产能力大，即气液处理量大。 4. 操作稳定，操作弹性大。 5. 尽力减少雾沫夹带和泄露量，及液泛的可
能。 6. 结构简单，制造、安装、维修方便，设备
的投资及操作费用低。 7. 耐腐蚀，不易堵塞，检修方便。
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部分吸收剂再循环流程
3、除沫装置：用于分离气体夹带的 液滴，多位于塔顶出口处。
4、设备管道：人孔、接管等。
5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、 平台等。
典型化工设备设计塔设备结构图6-1 板式塔的总体结构
板式塔的结构和种类
• 板式塔因空塔速度比填料塔高，生产强度比 填料塔大。
• 板式塔的种类： • 按气液流向分：错流、逆流、并流。 • 按溢流装置分：有溢流装置、无溢流装置。 • 按塔盘结构分：泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。