化工塔設(shè)備的分類與結(jié)構(gòu)

張 婧，尹志敏

（新地能源工程技術(shù)有限公司，河北石家莊 050000）

化工塔設(shè)備的分類與結(jié)構(gòu)

張 婧，尹志敏

（新地能源工程技術(shù)有限公司，河北石家莊 050000）

塔設(shè)備是化工、石油化工、煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大影響。簡(jiǎn)述了化工設(shè)備中塔設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)形式，以及不同種類的塔設(shè)備在化工行業(yè)中的應(yīng)用情況。

板式塔；填料塔；結(jié)構(gòu)

塔設(shè)備是可使氣（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的設(shè)備。塔設(shè)備經(jīng)過長期發(fā)展，形成了型式繁多的結(jié)構(gòu)，以滿足各個(gè)方面的特殊需要。由于種類繁多，塔設(shè)備可以按單元操作分為精餾塔、吸收塔、萃取塔、反應(yīng)塔、解吸塔和干燥塔等；按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔；按塔內(nèi)結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔等。

塔設(shè)備主要由塔體、塔體群座、工藝管口、人孔或手孔、吊耳、吊柱和塔內(nèi)件組成。根據(jù)實(shí)際情況決定是否設(shè)置塔外部爬梯和平臺(tái)以供操作使用。塔內(nèi)件一般有塔板、絲網(wǎng)除沫器、填料及填料支持、填料壓蓋、進(jìn)氣分布器、噴淋裝置等。通常根據(jù)塔設(shè)備不同用途，選擇不同的內(nèi)件結(jié)構(gòu)。

板式塔 板式塔是一類用于氣液或液液系統(tǒng)的分級(jí)接觸傳質(zhì)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于精餾和吸收，有些類型也用于萃取。板式塔一般由塔殼體、塔板、工藝管口、進(jìn)氣分布器、液體分布器、絲網(wǎng)除沫器等組成。塔板有泡罩、篩板、浮閥、舌型等不同形式。進(jìn)氣分布器和液體分布器主要為了使液體和氣體分布更為均勻，有利于氣液接觸；塔板主要由為保證氣液兩相充分接觸的氣體通道，即在塔板上開出一定數(shù)量的小孔并且均勻分布在塔板上，以供氣體通過；為確保氣液兩相在塔板上形成足夠的傳質(zhì)表面，塔板需要有溢流堰保持塔板上有一定的液體，液體層高度由溢流堰的高度決定；還有供氣體與液體分離的降液管組成。

例如在工業(yè)生產(chǎn)中，板式塔也可以用于廢氣處理，廢氣從塔設(shè)備下端進(jìn)氣分布器進(jìn)入，進(jìn)氣分布器上端設(shè)有塔板，塔板上方有液體分布器（也可帶有噴淋裝置），塔設(shè)備最上端設(shè)置絲網(wǎng)除沫器，用于去除氣液反應(yīng)后產(chǎn)生的泡沫。為了使廢氣吸收更加完全，廢氣塔設(shè)置多個(gè)塔板和液體分布器的組合。

在板式塔的設(shè)計(jì)中，塔板設(shè)計(jì)尤為重要，塔板需要做到單位塔截面能處理氣液流量大、塔板效率高、塔板壓力降低、操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造等要求。

填料塔 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。填料塔主要結(jié)構(gòu)是由直立圓筒的塔體、用于支撐填料的支撐裝置、防止填料被吹起的填料壓蓋、進(jìn)氣分布器、液體分布器、去除氣液反應(yīng)產(chǎn)生泡沫的絲網(wǎng)除沫器、填料、各種工藝管口組成。填料塔的填料一般以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。

填料塔在用于氣液反應(yīng)時(shí)，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。

填料塔常用的填料由散裝填料和規(guī)整填料兩大類，散裝填料可以在塔內(nèi)亂堆，也可以整砌。常見填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍填料（貝爾鞍）、矩鞍形填料、階梯環(huán)填料、網(wǎng)體填料、規(guī)整填料等。

填料塔的應(yīng)用非常廣泛，例如在焦?fàn)t煤氣制取液化天然氣項(xiàng)目中，填料塔用來進(jìn)行焦?fàn)t煤氣的粗脫硫和脫油脫萘。這種填料塔在生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t煤氣由塔設(shè)備的底部進(jìn)氣，進(jìn)氣口上方根據(jù)生產(chǎn)需要可設(shè)置一層或者多層填料，設(shè)備最上層填料上方一般設(shè)有壓力表，用于測(cè)算壓力，填料中間可以設(shè)置溫度計(jì)，用于控制吸收溫度。最后經(jīng)過吸收的氣體由設(shè)備頂端排出。通常情況設(shè)備底端還有排污口，用于排出生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污物。

填料塔的生產(chǎn)能力大，分離效率高。但填料價(jià)格較高，而且可能需要頻繁更換。

板式塔和填料塔都是常用的精餾塔類型，各有各的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。填料塔的結(jié)構(gòu)較板式塔簡(jiǎn)單，故制造維修也較為方便，但填料塔的造價(jià)通常高于板式塔。填料塔的持液量小于板式塔。板式塔容易實(shí)現(xiàn)側(cè)線進(jìn)料和出料，填料塔對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜情況不太適合。對(duì)于比表面積較大的局性能填料，填料層存易堵塞，故填料塔不其直接處理有懸浮物或容易聚合的物料。

[1] 曹曉玲.淺談塔設(shè)備的分類及性能[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2010，（3）.

[2] 張兵，柱祥，商恩霞.天然氣脫水塔擴(kuò)產(chǎn)改造過程中板式塔與填料塔的選型比較[J].現(xiàn)代化工，2010.

Classification and Structure of Chemical Tower Equipment

Zhang Jing，Yin Zhi-min

The tower is one of the most important equipments of chemical，petrochemical，oil refining production，yield，quality，production capacity and consumption of products of tower equipment performance for the whole device，and waste treatment and environmental protection and other aspects，have a great impact.In this paper，the types，structure，and application of different kinds of tower equipment in chemical industry are briefly introduced.

plate column；packing column；structure

TU476

A

1003–6490（2017）05–0123–01

2017–04–10

張婧（1989—），女，吉林白城人，設(shè)計(jì)師，主要從事壓力容器的設(shè)計(jì)工作。