塔器是指用以進(jìn)行分離或吸收等物理過(guò)程、改變氣體或液體復(fù)雜混合物組成的設(shè)備。又稱“塔設(shè)備”。其高度與直徑之比較大,塔器內(nèi)外設(shè)置有一定的附件。內(nèi)件用以使物料中的氣體與液體、氣體與固體、液體與液體或液體與固體密切接觸,表面不斷更新以完成質(zhì)量傳遞(一般伴隨熱量傳遞)的過(guò)程。
塔器的分類
按結(jié)構(gòu)分板式塔和填料塔兩大類。
板式塔
內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的塔板,氣體以鼓泡或噴射形式與塔板上液層相接觸進(jìn)行物質(zhì)傳遞??筛鶕?jù)氣液操作狀態(tài)分為鼓泡式塔板,如浮閥、泡帽、篩板等塔板和噴射式,如網(wǎng)孔、舌形等塔板。又可以根據(jù)有無(wú)降液管分為溢流式塔板(泡帽等)和穿流式(穿流式柵板和穿流式篩板等)。
填料塔
內(nèi)裝有一定高度的填料,液體沿填料自上向下流動(dòng),氣體由下向上同液膜逆流接觸,進(jìn)行物質(zhì)傳遞。常應(yīng)用于蒸餾、吸水、萃取等操作中。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為亂堆填料(階梯環(huán)、鮑爾環(huán)等顆粒填料)和規(guī)則填料(網(wǎng)波紋填料和波板紋填料)
填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒,底部裝有填料支承板,填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板,以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上,并沿填料表面流下。氣體從塔底送入,經(jīng)氣體分布裝置(小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置)分布后,與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙,在填料表面上,氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備,兩相組成沿塔高連續(xù)變化,在正常操作狀態(tài)下,氣相為連續(xù)相,液相為分散相。
當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí),有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì),使得塔壁附近的液流量逐漸變大,這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均,從而使傳質(zhì)效率下降。因此,當(dāng)填料層較高時(shí),需要進(jìn)行分段,中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分,上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后,送到液體再分布器,經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔具有生產(chǎn)能力大,分離效率高,壓降小,持液量小,操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。填料塔也有一些不足之處,如填料造價(jià)高;當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面,使傳質(zhì)效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。
塔設(shè)備有許多種類型,塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一。它可使氣液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸,達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的??稍谒O(shè)備中完成常見(jiàn)的單元操作有:精餾、吸收、解吸和萃取等。
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