《净化塔的设计》-毕业论文.docVIP

净化塔设计 PAGE PAGE 2 1绪论 1.1塔设备在化工领域的应用 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。它可使气液或液液两相之间进行紧密接触，而达到相际传质的目的。可在塔设备中完成的常见单元操作有：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。 在化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于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各方面，都有重大影响。 1.2塔设备的分类和一般构造 一般而言塔设备可按其内件分为板式塔（图1-1）和填料塔两大类[1]。在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相紧密接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的的填料，液体沿填料的表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。 塔设备的构件，除了种类繁多的各种内件外，其余构件则是大致相同的。主要有以下个部分[2]： eq \o\ac(○,1)塔体 塔体是他设备的外壳。常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒和作为头盖和底盖的椭圆形封头所组成。随着化工装置的大型化，渐有采用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体除满足工艺条件（如温度、压力、塔径和塔高等）下的强度、刚度外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所引起的强度、刚度问题，以及吊装、运输、检验、开停工等的影响。对于板式塔来说，塔体的不垂直度和弯曲度，将直接影响塔盘的水平度。为此，在塔体的设计、制造、检验、运输和吊装等各个环节中，都应严格保证达到有关要求。 eq \o\ac(○,2)塔体支座 塔体支座是塔体安放到基础上的连接部分。它必须保证塔体坐落在确定的位置上进行正常工作。为此，它应当具有足够的强度和刚度。能承受各种操作情况下的全塔重量，以及风力、地震等引起的载荷。最常用的塔体支座是裙式支座。 eq \o\ac(○,3)除沫器 除沫器用于捕集夹带在气流中的液滴。使用高效的除沫器，对于回收贵重物料、提高分离效率，改善塔后设备的操作状况，以及减少对环境的污染等，都是非常必要的。 eq \o\ac(○,4)接管 塔设备的接管是用以连接工艺管路，把塔设备与相关设备连成系统。按接管的用途，分为进液管、出液管、进气管、出气管、回流管、侧线抽出管和仪表接管等。 eq \o\ac(○,5)人孔和手孔 人孔和手孔一般都是为了安装、检修检查和装填填料的需要而设置的。在板式塔和填料塔中，各有不同的设置要求。 eq \o\ac(○,6)吊耳 塔设备的运输和安装，特别在设备大型化后，往往是工厂基建工地上一项举足轻重的任务。为起吊方便，可在塔设备上焊以吊耳。 eq \o\ac(○,7)吊柱 在塔顶设置吊柱是为了在安装和检修时，方便塔内件的运送。 1.3对塔设备的要求 作为主要用于过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率[3]。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求。 eq \o\ac(○,1)生产能力大。在较大的气液流速下，仍不致导致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。 eq \o\ac(○,2)操作稳定，弹性大。当塔设备的气液负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。 eq \o\ac(○,3)流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度。 eq \o\ac(○,4)结构简单、材料耗用量少、制造和安装容易。这将减少建基过程中的投资费用。 图1-1 板式塔 Fig 1-1 Plate Tower 1—吊柱；2—气体出口；3—回流液入口； 4—精馏段塔盘；5—壳体；6—料液进口； 7—人孔；8—提馏段塔盘；9—气体入口； 10—裙座；11—釜液出口；12—检查孔 eq \o\ac(○,5)耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完全满足上述的所有要求，仅是在某些方面具有独到之处。人们对于高效率、大生产能力、稳定操作和低压力降的追求，推动着塔设备新结构型式的不断出现和发展。 1.4板式塔的发展及现状 在塔板研究中，近30年来板式塔以泡罩、筛板和浮阀这3种基本类型发展，一些新开发的塔板也是这3种塔板的改进型[4]。真正由创新的是20世纪60年代推出的一些液相分散型塔板，它们的出现是塔板研究开发的重大进步。我国自上世纪60年代起加快了消化吸收国外先进技术的步伐，应用了S型塔板、舌型塔板、浮阀塔板、旋流塔板等。