化工设备设计复习重点

塔设备除了应满足特定的化工工艺条件外，为了满足工业生产的需要还应满足下列要求：

1、生产能力大，即气液处理量大。

2、高的传质、传热效率，即气液有充分的接触空间，接触时间和接触面积。

3、操作稳定、操作弹性大，即气液负荷有较大波动时仍能在较高的传质效率下稳定的操作，且塔设备能长期连续运转。

4、流体流动的阻力小即流体通过塔设备的压力降小，以达到降低操作费用的要求。

5、结构简单可靠，材料耗用量小，制造安装容易，以达到降低设备投资的要求。

塔设备的总体结构包括塔体、塔体支座、除沫器、接管、人孔和手孔，以及塔内件。

按塔的内件结构分为板式塔和填料塔。

常见的板式塔：

泡罩塔，优点：操作弹性大，液气比的范围大，不易堵塞，能适用于多种介质，操作稳定可靠。缺点：结构复杂，造价高，安装维修麻烦，气相压力降大。

泡罩塔盘主要包括泡罩，升气管，溢流管及降液管。

筛板塔：优点：结构简单，制造维修方便，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板压力降低，适用于真空蒸馏，塔板效率高，但稍低于浮阀塔，具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔，

缺点：小孔径筛板易堵塞，不易处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。

筛板塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管

浮阀塔

优点：其生产能力比圆形泡罩塔提高20%--40%，接近于筛板塔，能在较宽的流量范围内保持

高的效率，操作弹性为5--9，比筛板泡罩和舌形塔板大的多，塔板效率比泡罩塔高15%左右，操作周期较泡罩塔长，清理也节省时间，结构简单，安装容易制造费用仅为泡罩塔盘的60%-

-80%但为筛板塔的120%--130%

舌形塔

优点：液面落差小，塔盘上液层薄、持液量小、压力降小，处理能力大，塔盘结构简单，可

节省钢材12%--45%，安装维修方便。

缺点：操作弹性小（仅2---4)塔板效率低

浮动舌形塔

优点：操作弹性大，效率高，温度性好，处理量大，低压降，雾沫夹带小

缺点：舌片易损坏

穿流式柵板塔

优点：结构比一般筛板塔还简单，制造容易，安装维修方便，节省材料和投资，生产能力大，开孔率大，压力降小适用于真空蒸馏，污垢不易沉积，孔道不易堵塞。

缺点：操作弹性较小，塔板效率较低

塔盘形式蒸汽量流量效率操作弹性单板压降价格可靠性

泡罩良优良超1000 良优

筛板优优优良520 超优

浮阀优优优超630 优良

穿流式优超优差超可

板式塔的塔盘结构分为溢流式和穿流式两类，

溢流式有降压管，操作弹性大且能保证一定的效率。

穿流式处理能力大压力降较小，但操作弹性较差。

塔盘按结构特点分为整体式和分块式，当塔径小于900mm时采用整块式，当塔径大于800mm时采用分块式，800--900可根据制造与安装情况，任意选用。

整块式又分为定距管式和重叠式两类

整块式塔盘的结构有角焊结构和翻边结构两种

塔盘的分块应为结构简单，装拆方便，有足够刚性，便于制造，安装，检修。一般多采用自身梁式塔盘板，有时也采用槽式

降液管一般分为圆形和弓形的两种，圆形降液管通常在液体负荷低或塔径较小时使用。弓形降液管适用于大液量及大直径的塔，塔盘面积利用率高，降液能力大，气液分离效果好。

整块式塔盘的降液管，一般焊于塔盘板上，分块式塔盘的降液管结构，分为可拆式和焊接固定式两种。

为了保证降液管出口处的液封，在塔盘上设置受液盘，有平型和凹型两种。

溢流堰有保持塔盘板上一定液层高度和促进液流均匀分布的作用

进口堰：为使上层塔板流入的液体能在塔盘上均匀分布，并为了减小入口液流冲力，常在液体进口处设置

常用的裙座材料为A3F（使用温度高于-20度）和A3，温度低于或等于-20度使用16Mn ，裙座的结构一般为圆筒形，对于直径小又细高的塔，可采用圆锥形。

除沫器：用于捕捉夹在气流中的液滴，在空塔气速较大，塔顶贱液现象严重，以及工艺过程不允许出塔气体，夹带雾滴的情况下，需设除沫器，从而减少液体的夹带损失，确保气体的纯度，保证后续设备的正常操作。常用的有折板除沫器、丝网除沫器以及旋流板除沫器。

丝网除沫器:比表面积大，重量轻、空隙率大以及使用方便等优点，尤其是它具有除沫效率高，压力降小的特点。

填料是填料塔气液接触的元件，可分为乱堆填料和规整填料两大类。

乱堆填料类型1环形填料（拉西环、鲍尔环、阶梯环）2鞍形填料（弧鞍填料、矩鞍填料、改进矩鞍填料）3鞍环填料

乱堆填料的选用？

选择填料时，须综合考虑生产能力，效率操作弹性，成本和压力降等因素，此外物料的腐蚀性和填料的供应情况亦应注意。

1)填料的用材选择填料的材料应根据所处理物料的腐蚀性及操作温度。

2)填料的尺寸塔径与填料外径的合适比值有一下限值。

3)填料的通过能力相同压力降下，通过能力拉西环<矩鞍环<鲍尔环<阶梯环<鞍环

4)填料的效能及压力降

规整填料：高的分离效率，低的压力降，能适应较高的气速或较小的回流比。

波纹填料：丝网波纹填料，板波纹填料。

液体分布器：保证气液均匀分布。类型：多孔型，溢流型，冲击型。

液体分布装置设计原则：安装位置高于填料层表面150-300mm，以提供足够的自由空间，让上升气流不受约束地穿过分布器。

典型结构：多孔型布液装置溢流型布液装置冲出型布液装置

液体再分布器：收集上一填料层的液体，使在下一层填料中均匀分布。典型结构：分配锥；多孔盘式再分布器；斜板复合再分布器。

填料的支撑装置栅板最常用的填料支撑，气体喷射支撑板（钟罩型，梁型）它对气体和液体提供不同的通道，即避免了液体在板上的积聚，有利于液体的均匀分配。

塔设备振动情况：流体动力阻尼，振动时受到空气的摩擦阻力；材料阻尼，材料反复变形使晶粒重新排列，造成了能量的耗散；结构阻尼，部件之间碰撞与摩擦。