1、塔的相關內容,任鴻彬,塔設備的結構,塔設備的基本部件,填料塔和板式塔結構見右圖。從圖中可看出，兩種不同的塔結構，均包括一些基本部件，如塔體、支座及塔體附件。而其不同的內件結構則在介紹兩種塔型時分別介紹。,填料塔,板式塔,塔設備的基本部件,（一）塔體 塔體是塔設備的主要部件，大多數塔體是等直徑、等壁厚的圓筒體，頂蓋以橢圓形封頭為多。但隨著裝置的大型化，不等直徑、不等壁厚的塔體已逐漸增多。塔體除滿足工藝條件對它提出的強度、剛度要求外，還應考慮風力、地震、偏心載荷所帶來的影響，以及吊裝、運輸、檢驗、開停工等情況。 塔體材質常采用的有：碳素鋼、低合金鋼、不銹耐酸鋼（復層、襯里） 、鍛件等。,塔設備的基

2、本部件,（二）塔體支座 塔設備常采用裙式支座。它應當具有足夠的強度和剛度，來承受塔體操作重量、風力、地震等引起的載荷。 塔體支座的材質常采用碳素鋼，也有采用鑄鐵的。,（三）塔體附件 （1）接管； （2）人孔和手孔； （3）吊耳； （4）吊柱； （5）平臺和爬梯。,填料塔是化學工業中最常用的氣液傳質設備之一，填料塔具有結構簡單，便于用耐腐蝕材料制造，適應性較好的特點。 填料塔廣泛的應用在蒸餾、吸收和解吸操作，而在大型裝置中，填料塔的使用范圍正在擴大。六十年代后期，直徑超過6米的填料塔已十分普遍。目前，填料塔不僅可以大型化，而且在某些方面超過了板式塔的規模。所以，近代化學、石油工業中，填料塔 的地

3、位變得日益重要。近來，由于塔內采用接觸面積較大的矩鞍型或聚丙烯鮑爾環填料，經實踐證明，已克服大型填料塔的不足，顯示出效率高，處理量大，壓力降小等優點。,填料塔,填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質設備。塔內以填料作為氣液接觸和傳質的基本元件。液體在填料表面呈膜狀自上而下流動，氣體呈連續自下而上與液體做逆流流動，并進行氣液兩相間的傳熱和傳質。兩相的組分濃度或溫度沿塔高呈連續變化。,填料塔,（一）填料 1、填料的選擇 填料塔操作的好壞與選用填料的正確與否有很大關系。選擇填料的原則如下： 單位體積填料的表面積要大；使氣液相接觸的自由體積要大；對氣相阻力要小，即：空隙截面積大；重量要輕；機械強度要高；耐介質

4、腐蝕，經久耐用；價格低廉。 填料的選擇，應根據操作壓力和介質來選擇填料的材質，根據操作工藝要求，選擇填料的型式，根據填料塔徑選擇填料尺寸。,填料塔,填料塔,2、填料的分類,填料塔,3、填料的材質 選擇填料要根據被處理物料的腐蝕性及操作壓力，確定使用填料的材質。各種材質的填料使用范圍見下表。,填料的使用范圍,填料塔,4、填料尺寸的選擇 填料尺寸選定與塔徑尺寸有關，一般要求塔徑與填料直徑之比不能太小，否則，填料與塔壁的間隙過大，易使液體沿塔壁空隙流下，使截面上液體分布不均。一般亂堆填料的最大裝填尺寸與塔徑的比例：對拉西環為1：81：20，鮑爾環為1：101：15，弧鞍形填料為1：10 ，矩鞍形填料

5、為1：81：10 。根據經驗也可按下表來選擇。,填料尺寸選擇表 mm,填料塔,5、常用填料的規格及特性 （1）常用填料型式,亂堆填料,規整填料,填料塔,（2）填料的生產能力 填料的生產能力通常以相對生產能力來表示，即在相同的生產條件下，以拉西環為1來比較其它型式填料的生產能力，見下表。,常用填料的相對生產能力表,填料塔,（3）填料的效率 填料的效率采用傳質單元高度或理論當量高度表示之。同樣，也可用在相同塔徑，相同氣速下，以填料相對壓力降來表示，以判斷填料的優劣，見下表。,塔內填料層具有一定的幾何特性，如比表面積、空隙率等，這些特性隨著填料的類型、材料、裝填方 法而不同。,常用填料相對壓降表,填

6、料塔,（4）常用規整填料介紹 金屬板波紋填料 金屬波紋板填料有瑞士蘇爾壽公司首創。80年代美國Norton公司對穿孔的板片、表面做了特殊紋理，以提高有效傳質表面積。我國生產的金屬板波紋填料有諸多型號，按比表面積分為250Y、350Y、500Y、650Y等。,填料塔,350型板波紋填料 350型板波紋填料相比250型比表面積增大，分離能力提高，適用于分離能力要求較高的塔器，鑒于它有較寬的氣相通道，仍具通用性能，因此在精餾和某些吸收單元操作中經常使用。 本次5萬方項目采用的為350Y型板波紋填料。,填料塔,塑料板波紋填料 塑料板波紋填料是繼金屬板波紋填料開發應用之后開發的板波紋填料。它質輕、價廉、

7、通量大，適宜大容量塔器。80年代以來在氣體凈化、化肥、環保、冶金等行業中得到廣發應用。 陶瓷波紋填料 陶瓷材質具有良好的親水性能，可以使填料的有效比表面積有很大的提高，陶瓷的抗腐蝕性能良好，因為擴大了使用范圍。同時，由于輕質陶瓷波紋填料的開發，降低了塔的載重，使它能適用于大型塔器。,填料塔,網波紋填料 金屬絲網波紋填料由垂直排列的波紋絲網條片組成盤裝規整填料。金屬絲網的特點： 1，比表面積達，空隙率達，重量輕。 2，氣相通路傾角小，壓力損失小，填料壓降低。 3，徑向擴散良好，氣液接觸充分。 4，忌堵塞，怕腐蝕，清洗困難，僅能用化學方法清洗。 5，單元體積填料造價高，是它的適用范圍受到一定的限制

8、。,填料塔,（二）噴淋裝置 在塔頂部裝設噴淋裝置，可使塔頂引入的液體沿塔截面均勻分布進入填料層，避免部分填料得不到濕潤，降低填料層的有效利用率，影響傳質效果。噴淋裝置的類型很多，常用的如下所示： 管式 噴淋型 蓮蓬頭式 盤式 溢流型 噴淋裝置類型 槽式 寶塔式 沖擊型 反射板式 離心式 機械式,填料塔,1、管式噴淋器 小直徑的填料塔（300mm以下）可以采用管式噴淋器，如圖（1）、（2）所示。直徑小于600mm的塔可采用多孔直管式如圖（3）。該結構的優點是結構簡單，缺點是噴淋面積小而且不均勻。本次5萬方項目塔徑400mm，采用多孔直管式噴淋。,（1）直管 （2）彎管 （3）多孔直管式 管式噴淋

9、器,填料塔,對于直徑稍大的填料塔（1200mm以下），可以采用多孔環管噴淋器，如下圖所示。環狀管的下面開有小孔，小孔直徑為48mm，共有35排，小孔面積總和約與管截面積相等。這種噴淋器優點是結構簡單，制造及安裝方便，但缺點是噴淋面積小，不夠均勻，而且液體要清潔，否則小孔易堵塞。,環管多孔噴淋器,填料塔,2、蓮蓬頭式噴淋器 這種結構是應用最普遍的一種噴淋裝置，結構簡單，噴淋較均勻，如下圖所示。蓮蓬頭可以作成半球形、碟形或杯形，它懸于填料上方中央處，液體經小孔分股噴出，蓮蓬頭直徑一般為塔徑的20%30%，小孔直徑為315mm，它的安裝位置 離填料表面的距離一般約 為（0.51)DN，此種結構 的缺

10、點是容易堵塞，液體 分布情況與壓頭有關，所以 適用于料液清潔且料液壓頭不 變或變化不大的情況，一般用于 直徑600mm以下的塔設備。,填料塔,3、溢流型噴淋器 盤式分布器是常用的一種溢流型噴淋裝置，液體經過進液管加到噴淋盤內，然后從噴淋盤內的降液管溢流，噴淋到填料上。 中央進料的盤式分布器如右圖所示。降液管一般按等邊三角形排列，焊接在噴淋盤的分布板上。,盤式布液器,填料塔,如果噴淋盤與塔壁之間的孔隙不夠大，而氣體又需要通過分布盤時，可在分布盤上裝升氣管及降液管，如下圖所示。此種分布器適用于直徑800mm以上的塔設備。,1-定距管 2-升氣管 3-降液管 4、5-螺栓、螺母 帶升氣管的分布盤,填

11、料塔,4、沖擊型噴淋器 反射板式噴灑器為沖擊型的一種，利用液流沖擊反射板（可以是平板、凸板或錐形板）以飛濺分布液體，如圖所示。最簡單的結構為平板，液體循中心管流下，沖擊后分成液滴并向各方飛濺。反射板中央鉆有小孔以噴淋填料的中央部分。,填料塔,為使飛濺更為均勻，可由幾個反射板組成寶塔式噴淋器，如圖所示。其優點是噴淋半徑大，液體流量大，結構簡單，不易堵塞。缺點是改變液體流量或壓頭時要影響噴淋半徑，因此必須在恒定情況下操作。,填料塔,（三）液體再分布裝置 由于工藝條件的要求，需要的填料層總高度較大，當噴淋液體噴到填料表面后，液體有流向塔壁造成“壁流”的傾向，稱為“干錐體”現象，使液體分布不均，降低了

12、填料塔的效率。為避免產生“干錐體”現象，必須在塔結構上采取措施，即沿填料層每隔一段距離，裝設液體再分布器，使其在整個高度的填料層內部都得到噴淋液的均勻分布。,填料塔,（四）填料的支承結構 填料的支承結構不但要有足夠的強度和剛度，而且須有足夠的自由截面積，否則會增大塔的壓力降，使在支承處不 致首先發生液泛。 在工業填料塔 中，最常用的填料 支承是柵板，它是 用豎扁鋼制成，其 結構見圖。,填料塔,（五）除沫器 除沫器是用來捕集夾帶在氣相中液滴的裝置，裝在塔內頂部，它能起到保證傳質效率，降低物料損失，改善塔后的操作狀況以及減少對環境污染的作用。 常見的除沫器有折板除沫器、填料除沫器及絲網除沫器，其中

13、絲網除沫器采用最多，它適用于分離5微米的液滴，其除沫率可達99%。絲網由一定規格編織成的絲網帶卷制成盤狀物，再用支承板加以固定，絲網帶可用金屬或非金屬材料制成，絲網支承柵板的自由截面積應大于90%。適用于潔凈氣體。若在氣液中含有粘結物時，則易堵塞網孔，影響塔的正常操作。,填料塔,縮徑型,全徑型,一、塔設備的檢查 1、日常維護 塔器操作中，不準超溫、超壓。 定時檢查安全附件，應靈活、可靠。 定時檢查人孔、閥門和法蘭等密封點的泄漏。 定時檢查受壓元件等。 2、塔設備運行時期的巡回檢查內容及方法見表。,塔設備的維護,續表,塔設備的維護,二、常見故障與處理方法,塔設備的維護,常見塔設備的故障診斷,一、

14、吸收塔的檢修與檢修技術 （一）吸收塔的檢修內容 1、修復塔體、塔圈及焊縫的裂紋、表面損傷和缺陷。 2、修復或更換金屬絲網除沫器。 3、修復或更換直管排列式液體噴淋器及氣體分布器。 4、修理或更換液體分布器 5、修理和更換填料支撐板、帶液體再布器的填料支撐板及算子板。 6、修理或更換消漩器及防渦流板組件。 7、人孔、卸料口拆裝并更換墊片。 8、修理或更換液面計及角閥。 9、修理各層塔板支撐件的焊縫及整形，更換損壞的連接緊固件。,常見塔設備的故障診斷,（二）檢修前的準備工作 1、參加檢修的人員必須了解設備圖樣及有關技術資料，熟悉其技術要求和注意事項。 2、對受壓元件進行施焊修理的焊工，必須持有勞動

15、部門頒發的、相應焊接項目的焊工考試合格證。 3、參加檢修人員施工前應對使用機具、備品配件、材料的型號、規格、數量、質量等進行檢查、核對，應符合技術要求。 4、內件的吊運方案應符合HG201化工工程建設起重施工規范的有關規定。 5、檢查、修理人孔蓋及卸料口蓋吊桿，使其處于安全完好狀態。,常見塔設備的故障診斷,（三）承壓殼體的檢修技術 1、對塔體表面及淺表裂紋，其深度小于壁厚的6%，且不大于3mm 時，可用砂輪修磨消除，修磨區與原塔壁的金屬表面應圓滑過渡，并按檢修質量標準中的（1）和（2）條的要求進行檢查。 2、對塔體上深度大于壁厚6%的裂紋及穿透型裂紋，應先在其兩端各鉆一個直徑稍大于裂縫寬度的止

16、裂孔。然后，沿裂縫用機械方法徹底清除裂縫，加工出焊接坡口，坡口表面經滲透檢查合格，用手工電弧焊補焊。磨平補焊表面，再經表面滲透探傷檢查合格，視焊接情況決定是否需進行消除應力處理，并按檢修質量標準（1）和（2）條的要求進行檢查。,常見塔設備的故障診斷,3、承壓殼體經內、外部檢查，發現有必要進行挖補修理的缺陷時，應制定檢修方案。檢修方案包括檢修前的準備、檢修方案、質量標準和安全措施等內容，經批準后，按方案執行。 4、角焊縫表面裂縫經清除后，當焊腳高度不能滿足要求時，應補焊修復至規定的形狀和尺寸，并作表面滲透檢查。 5、對焊縫的裂紋、未溶合、超標條狀夾渣和未焊透等缺陷的處理，應按在用壓力容器檢驗規程

17、要求執行。 6、對承壓殼體施焊部位需進行相應的局部熱處理。,常見塔設備的故障診斷,（四）金屬絲網除沫器檢修技術 1、塔頂用來捕集脫碳氣中夾帶液滴的金屬絲網除沫器是由線徑為0.20.3mm、絲孔為45mm 、波高為810mm的不銹鋼絲網多層疊裝的，絲網層的厚度102mm，密度為144kg/m3。為保證整個除沫器無間隙，每塊絲網塊的四周都應比其裝配名義尺寸加大10mm。 2、拆卸絲網塊上、下固定柵板間的捆綁鋼絲，標記好各絲網的安裝位置，將絲網塊從中部到兩邊逐塊取出。 3、檢查絲網塊，清除夾雜的金屬絲屑、污物油垢等雜質，更換損壞的絲網層。絲網層疊裝時，相鄰兩網片應按波紋交錯放置。 4、絲網層疊裝到規

18、定要求（2022 層）后，應將其上、下加固定刪板固定成原設計尺寸，并用1mm 的不銹鋼絲將絲網層和刪板捆扎起來。 5、按從兩邊到中間的次序回裝絲網塊，用1mm的不銹鋼將各絲網塊沿其上、下固定刪板捆綁成一體。鋼絲捆綁的間距為102mm，捆綁的鋼絲不可穿透整個絲網層，否則絲網會出現孔眼和間隙。,常見塔設備的故障診斷,（五）塔內構件檢修技術 1、對直管排列式液體噴淋器及氣體分布器松動的螺栓進行緊固，用手工電弧焊對出現的裂紋進行補焊，用金屬絲疏通其噴孔。 2、對液體分布器及算子板變形部位用機械方法平整、校正、不得采用強烈錘擊；對開裂焊口及斷裂鋼板用手工電弧焊補焊時，注意防止鋼板變形。 3、對帶液體再分布器的填料支撐板的變形部位進行平整、校正，開裂焊口及斷裂鋼板用手工電弧焊補焊，將松動夾板重新緊固。 4、對消漩器及防渦