1、&塔設備的維護與檢修塔設備的維護與檢修學學 習習 情情 境境 二二學習目標學習目標知識目標：知識目標：u了解塔設備的作用、工作過程了解塔設備的作用、工作過程u了解塔設備的分類、結構特點及選用了解塔設備的分類、結構特點及選用u了解塔設備內件的結構了解塔設備內件的結構u掌握常見塔盤及填料的結構和特點掌握常見塔盤及填料的結構和特點 u熟悉塔設備使用過程中常見問題及維護檢修熟悉塔設備使用過程中常見問題及維護檢修基本知識基本知識能力目標：能力目標：u能夠根據工藝、工況條件正確進行板式塔的選型應用能夠根據工藝、工況條件正確進行板式塔的選型應用u能分析與處理常見的塔設備故障能分析與處理常見的塔設備故

2、障任務一任務一 板式塔的維護與檢修板式塔的維護與檢修u塔設備的應用塔設備的應用l塔設備在化工生產中的塔設備在化工生產中的作用與地位作用與地位l化工生產對塔設備的基本要求化工生產對塔設備的基本要求u塔設備的分類塔設備的分類l按操作壓力分：加壓塔、常壓塔及減壓塔按操作壓力分：加壓塔、常壓塔及減壓塔l按單元操作分：精餾塔、吸收塔、翠取塔、反應塔、干燥塔按單元操作分：精餾塔、吸收塔、翠取塔、反應塔、干燥塔l按內件結構分：填料塔、板式塔按內件結構分：填料塔、板式塔u板式塔的板式塔的總體結構總體結構u板式塔的板式塔的工作原理工作原理u板式塔的類型、特點及選用板式塔的類型、特點及選用換熱設備換熱設備三種典型

3、化工設備三種典型化工設備 塔塔 設設 備備反應設備反應設備l 塔設備在化工生產中的塔設備在化工生產中的作用與地位作用與地位 塔設備是化工、石油化工和煉油等生產中最重要的設備之一。塔設備是化工、石油化工和煉油等生產中最重要的設備之一。 其作用是：其作用是：進行氣進行氣液或液液或液液間的傳質及傳熱。液間的傳質及傳熱。 可在塔設備中完成的常見操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。可在塔設備中完成的常見操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。 此外，工業氣體的冷卻、回收、氣體的濕法靜制和干燥等。此外，工業氣體的冷卻、回收、氣體的濕法靜制和干燥等。l 化工生產對塔設備的基本要求化工生產對塔設備的基本要求 塔設備除

4、應滿足工藝條件，如壓力、溫度及耐蝕性等外，還應滿足：塔設備除應滿足工藝條件，如壓力、溫度及耐蝕性等外，還應滿足： l塔盤板；塔盤板；2受液盤；受液盤；3降液板；降液板；4溢流堰；溢流堰；5裙座；裙座；6氣體進口；氣體進口；7塔體；塔體；8人孔；人孔； 9扶梯平臺；扶梯平臺；10除沫器除沫器;11吊柱；吊柱；12氣體出口氣體出口;13回流管；回流管；14進料管；進料管；15塔盤；塔盤；16保溫圈；保溫圈；17出料管；出料管； 板式塔總體結構板式塔總體結構u 總體結構總體結構分析分析 板式塔的塔體多為鋼板卷制的圓形筒體，塔體通常較板式塔的塔體多為鋼板卷制的圓形筒體，塔體通常較高，有多節筒體焊接而成

5、，在塔內裝有多層塔板。高，有多節筒體焊接而成，在塔內裝有多層塔板。 塔板塔板是板式塔最主要的部件是板式塔最主要的部件l塔體塔體l支座一般為裙式支座支座一般為裙式支座l塔內件塔板、降液管、溢流堰、緊固件、支承件、除沫裝置塔內件塔板、降液管、溢流堰、緊固件、支承件、除沫裝置l接管接管 物料進出、過程監測、安裝維修物料進出、過程監測、安裝維修l塔附件塔附件人孔、手孔、吊柱、平臺、扶人孔、手孔、吊柱、平臺、扶u 板式塔板式塔工作原理工作原理 板式塔板式塔是一種逐級是一種逐級(板板)接觸型的氣液傳質設備，塔板是其基本構件。塔體內裝有多層接觸型的氣液傳質設備，塔板是其基本構件。塔體內裝有多層塔板，塔板設有

6、氣、液相通道塔板，塔板設有氣、液相通道(如篩孔、降液管、溢流堰等如篩孔、降液管、溢流堰等)。液體橫向流過塔板，經溢流堰。液體橫向流過塔板，經溢流堰溢流進入降液管，從降液管流至下一層塔板。塔板下方的氣體穿過塔板上氣相通道（如篩溢流進入降液管，從降液管流至下一層塔板。塔板下方的氣體穿過塔板上氣相通道（如篩孔、浮閥等孔、浮閥等)進入塔板上的液層，氣、液接觸進行傳質。氣相在塔內逐級上升，液體在逐級進入塔板上的液層，氣、液接觸進行傳質。氣相在塔內逐級上升，液體在逐級下降中與上升氣相進行多級的接觸傳質。下降中與上升氣相進行多級的接觸傳質。1-氣液傳質區氣液傳質區 2-氣液分離區氣液分離區 3-降液區降液區

7、 漏液漏液 ： 氣相通過篩孔的氣速較小時，板上部分液體就會從孔口直接氣相通過篩孔的氣速較小時，板上部分液體就會從孔口直接落下，這種現象稱為漏液。落下，這種現象稱為漏液。液沫夾帶：液沫夾帶：氣相穿過板上液層時，會產生數量甚多、大小不一的液氣相穿過板上液層時，會產生數量甚多、大小不一的液滴，這些液滴中的一部分被上升氣流挾帶至上層塔板，這種現象稱為滴，這些液滴中的一部分被上升氣流挾帶至上層塔板，這種現象稱為液沫夾帶（液沫夾帶（entrainment）。濃度較低的下層板上的液體被氣流帶到上）。濃度較低的下層板上的液體被氣流帶到上層塔板，使塔板的提濃作用變差，對傳質是一不利因素。層塔板，使塔板的提濃作用

8、變差，對傳質是一不利因素。壓降（氣相通過塔板的阻力損失）壓降（氣相通過塔板的阻力損失） 氣相通過篩孔及板上液層時必然產生阻力損失，稱為塔板壓降。氣相通過篩孔及板上液層時必然產生阻力損失，稱為塔板壓降。液泛：液泛：氣流流量增加使降液管內液面升高，嚴重時可將泡沫層升舉到氣流流量增加使降液管內液面升高，嚴重時可將泡沫層升舉到降液管的頂部，使板上液體無法順利流下，導致液流阻塞，造成液泛降液管的頂部，使板上液體無法順利流下，導致液流阻塞，造成液泛（flooding）。）。 液泛是氣液兩相作逆向流動時的操作極限。因此，在液泛是氣液兩相作逆向流動時的操作極限。因此，在板式塔操作中要避免發生液泛現象板式塔操作

9、中要避免發生液泛現象u板式塔的基本類型板式塔的基本類型按塔盤結構可以分為按塔盤結構可以分為l泡泡 罩罩 塔塔l浮浮 閥閥 塔塔l篩篩 板板 塔塔l舌舌 形形 塔塔1、泡罩塔、泡罩塔 泡罩塔是泡罩塔是Cellier于于1813年提出的最早工業規模應用的板式塔型式。年提出的最早工業規模應用的板式塔型式。 其塔盤組成：塔板、泡罩、升氣管、降液管、溢流堰。其塔盤組成：塔板、泡罩、升氣管、降液管、溢流堰。 泡罩塔的結構泡罩塔的結構及操作情況及操作情況如圖所示如圖所示。 在塔板上鉆有若干規則排列的圓孔，每在塔板上鉆有若干規則排列的圓孔，每個孔均裝有個孔均裝有升氣管升氣管，升氣管上又固定有泡罩。，升氣管上又

10、固定有泡罩。泡罩下緣開有齒縫。操作時，氣體向上流過泡罩下緣開有齒縫。操作時，氣體向上流過升氣管后遇到泡罩便轉而向下流動，經升氣升氣管后遇到泡罩便轉而向下流動，經升氣管外側與泡罩內側構成的通道后在泡罩齒縫管外側與泡罩內側構成的通道后在泡罩齒縫處分散成許多小氣泡進入塔板上液層。氣體處分散成許多小氣泡進入塔板上液層。氣體以氣泡形式在液相中上升并與液體進行相際以氣泡形式在液相中上升并與液體進行相際傳質。傳質。圖圖 泡罩塔盤上氣液接觸情況泡罩塔盤上氣液接觸情況泡罩塔的特點：泡罩塔的特點：u優點：優點：相對于其他塔型相對于其他塔型操作穩定性較好，易于控制，操作穩定性較好，易于控制，負荷有變化時仍有較好的彈

11、負荷有變化時仍有較好的彈性，介質適應范圍廣。性，介質適應范圍廣。u缺點：缺點：生產能力較低，生產能力較低，流體流經塔盤時阻力與壓降流體流經塔盤時阻力與壓降大，且結構較復雜，造價較大，且結構較復雜，造價較高，制造加工有較大難度。高，制造加工有較大難度。 2、篩板塔、篩板塔 篩板塔篩板塔約于約于1832年開始用于工業年開始用于工業生產。篩板塔盤上鉆有均勻分布的小生產。篩板塔盤上鉆有均勻分布的小孔，形似篩孔，所以稱為篩板。液體孔，形似篩孔，所以稱為篩板。液體的溢流及板上液層的調節情況與泡罩的溢流及板上液層的調節情況與泡罩相同。工作時液體從上層塔盤的降液相同。工作時液體從上層塔盤的降液管流入，橫向流過

12、篩板后，越過溢流管流入，橫向流過篩板后，越過溢流堰經降液管導入下層塔盤，堰經降液管導入下層塔盤， 氣體則自氣體則自板上小孔（篩孔）鼓泡進入板上液層。板上小孔（篩孔）鼓泡進入板上液層。當氣速過低時篩孔會漏液；若氣速過當氣速過低時篩孔會漏液；若氣速過高，氣體會通過篩孔后排開板上液體高，氣體會通過篩孔后排開板上液體徑自向上方沖出，造成過量液沫夾帶。徑自向上方沖出，造成過量液沫夾帶。篩板塔特點：篩板塔特點：u優點：結構簡單，制造方便，便于檢修；成本低，塔盤壓降小；優點：結構簡單，制造方便，便于檢修；成本低，塔盤壓降小； 處理量大，可比泡罩塔提高處理量大，可比泡罩塔提高20%40%.塔盤效率比泡罩塔提高

13、塔盤效率比泡罩塔提高15%，但比浮閥塔盤稍低。但比浮閥塔盤稍低。 u缺點：缺點： 操作彈性較小，篩孔容易堵塞。操作彈性較小，篩孔容易堵塞。導向篩板塔導向篩板塔 結構特點：結構特點：在塔盤上開有在塔盤上開有導向孔導向孔,通過導向孔的氣流與液流方向一通過導向孔的氣流與液流方向一致致,對液流有一定的推動作用，導向孔的形狀如同百葉窗對液流有一定的推動作用，導向孔的形狀如同百葉窗,開口為細長開口為細長的矩形縫的矩形縫.壓力降壓力降-小小15%;塔效率塔效率-提高提高13%、浮閥塔、浮閥塔 浮閥塔是浮閥塔是20世紀五十年代初開發的一種新塔型。其特點是在篩世紀五十年代初開發的一種新塔型。其特點是在篩板塔基礎

14、上，在每個篩孔處安置一個可上下移動的板塔基礎上，在每個篩孔處安置一個可上下移動的閥片閥片。當篩孔氣速。當篩孔氣速高時，閥片被頂起、上升，氣速低時，閥片因自重而下降。閥片升降高時，閥片被頂起、上升，氣速低時，閥片因自重而下降。閥片升降位置隨氣流量大小作自動調節，從而使進入液層的氣速基本穩定。又位置隨氣流量大小作自動調節，從而使進入液層的氣速基本穩定。又因氣體在閥片下測水平方向進入液層，既減少液沫夾帶量，又延長氣因氣體在閥片下測水平方向進入液層，既減少液沫夾帶量，又延長氣液接觸時間，故收到很好的傳質效果。液接觸時間，故收到很好的傳質效果。浮閥的形式有浮閥的形式有F1型、型、V-4型、十字架型、型、

15、十字架型、A型、型、V-O型等，如下圖型等，如下圖所示。目前應用最廣泛的是所示。目前應用最廣泛的是F1型型浮 閥優點：優點： （1）處理量較大，比泡罩塔提高）處理量較大，比泡罩塔提高20%40%，這是因為氣流水平噴出，這是因為氣流水平噴出，減少了霧沫夾帶，以及浮閥塔盤可以具有較大的開孔率的緣故。減少了霧沫夾帶，以及浮閥塔盤可以具有較大的開孔率的緣故。 （2）操作彈性比泡罩塔要大。）操作彈性比泡罩塔要大。 （3）分離效率較高，比泡罩塔高）分離效率較高，比泡罩塔高15%左右。因為塔盤上沒有復雜的障左右。因為塔盤上沒有復雜的障礙物，所以液面落差小，塔盤上的氣流比較均勻。礙物，所以液面落差小，塔盤上的

16、氣流比較均勻。 （4）壓降較低，因為氣體通道比泡罩塔簡單得多，因此可用于減壓蒸）壓降較低，因為氣體通道比泡罩塔簡單得多，因此可用于減壓蒸餾。餾。 （5）塔盤的結構較簡單，易于制造。）塔盤的結構較簡單，易于制造。 缺點：缺點：（6）浮閥塔不宜用于易結垢、結焦的介質系統，因垢和焦會妨礙浮）浮閥塔不宜用于易結垢、結焦的介質系統，因垢和焦會妨礙浮閥起落的靈活性。閥起落的靈活性。 4噴射型塔板噴射型塔板上述幾種塔板，氣體是以鼓泡上述幾種塔板，氣體是以鼓泡或泡沫狀態和液體接觸，當氣或泡沫狀態和液體接觸，當氣體垂直向上穿過液層時，使分體垂直向上穿過液層時，使分散形成的液滴或泡沫具有一定散形成的液滴或泡沫具有

17、一定向上的初速度。若氣速過高，向上的初速度。若氣速過高，會造成較為嚴重的液沫夾帶，會造成較為嚴重的液沫夾帶，使塔板效率下降，因而生產能使塔板效率下降，因而生產能力受到一定的限制。為克服這力受到一定的限制。為克服這一缺點，近年來開發出噴射型一缺點，近年來開發出噴射型塔板，大致有以下幾種類型。塔板，大致有以下幾種類型。（1）舌形塔板）舌形塔板（2）浮舌塔板）浮舌塔板舌形塔板示意圖舌形塔板示意圖 舌型塔板的結構如前圖所示，在塔板上沖出許多舌孔，方向朝塔板液體流舌型塔板的結構如前圖所示，在塔板上沖出許多舌孔，方向朝塔板液體流出口一側張開。舌片與板面成一定的角度，有出口一側張開。舌片與板面成一定的角度，

18、有18、20、25三種（一般三種（一般為為20），操作時，上升的氣流沿舌片噴出，其噴出速度可達），操作時，上升的氣流沿舌片噴出，其噴出速度可達2030m/s。當。當液體流過每排舌孔時，即被噴出的氣流強烈擾動而形成液沫，被斜向噴射到液液體流過每排舌孔時，即被噴出的氣流強烈擾動而形成液沫，被斜向噴射到液層上方，噴射的液流沖至降液管上方的塔壁后流入降液管中，流到下一層塔板。層上方，噴射的液流沖至降液管上方的塔壁后流入降液管中，流到下一層塔板。u優點：生產能力大，塔優點：生產能力大，塔板壓降低，傳質效率較板壓降低，傳質效率較高；高；u缺點：操作彈性較小，缺點：操作彈性較小，氣體噴射作用易使降液氣體噴射作用易使降液管中的液體夾帶氣泡流管中的液體夾帶氣泡流到下層塔板，從而降低到下層塔板，從而降