塔设备是石油化工行业最显著的设备,在塔设备内可进行气液或液液两相间的充分接触,实施相间传质,因此在生产过程中常用塔设备进行精馏、吸收、解吸、气体的增湿及冷却等单元操作过程。
1)加压塔;
2)减压塔;
3)常压塔。
1)精馏塔;
2)吸收塔和解吸塔;
4)反应塔;
6)干燥塔。
1)填料塔;
部分类型化工塔工作原理
1. 填料吸收塔
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支撑板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。
优点:生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等。
缺点:填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
2. 板式精馏塔
板式精馏塔内部流动情况
板式塔为逐级接触式气液传质设备,它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。
原理:液体依靠重力作用,由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘,然后横向流过塔板,从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下,自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩、筛孔或浮阀等),分散成小股气流,鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上,气液两相密切接触,进行热量和质量的交换。在板式塔中,气液两相逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化,在正常操作下,液相为连续相,气相为分散相。
4. 筛板萃取塔
塔板结构
筛板萃取塔特点:处理量大、结构简单、造价低廉,广泛应用于化工生产过程中。塔内液液两相的流动结构对传质效率有着重要影响,同时连续相的流动结构又与塔内件结构密切相关。
5. 填料萃取塔
填料萃取塔总体结构
工作原理:填料萃取塔结构与精馏或者吸收作用的填料塔基本相同,塔内装适合的填料,轻液相由塔底进入,从塔顶排除;重液相由塔顶进入,由塔底排除。萃取操作时连续相充满整个塔中,分散相由分布器分散成液滴进入填料层,并与连续液相接触传质。
6. 往复筛板萃取塔
工作原理:往复筛板萃取塔又称振动筛板塔。塔内装带有许多块筛板的往复振动的中心轴的萃取设备,中心轴通过塔顶的驱动装置带动板串在塔中做垂直方向的往复运动,从而对塔内逆流流动的两液相起搅拌和分散作用。板串往复运动的振幅、频率可以调节,由于往复筛板萃取塔具有处理量大、效率高、操作弹性大和结构简单等优点而广泛运用在制药、石油化工、湿法冶金和废水处理等工业部门。
7. 转盘筛板萃取塔
工作原理:转盘萃取塔属于机械搅拌的塔式萃取设备,它由三部分组成:上澄清段、混合段,下澄清段。其中混合段为一圆筒形状,内部被静环挡板分割成一系列萃取室,两个静环挡板中间为固定转盘,且随着搅拌轴一起旋转。工作时,重相(水相)和轻相(有机相)分别从塔顶和塔底进入,在塔内呈逆流接触。在固定转盘的搅动下,分散相形成小液滴,使传质面积增加,完成萃取过程后,轻相和重相分别从塔顶和塔底的出口流出。
安全注意事项
1、 在检修前,维修工进行三级安全教育。
2、 现场维修工进入现场时需穿戴好防静电服及防护用品,不得穿化纤品内衣等进入作业现场,高处作业人员需系好安全带。
3、 严禁携带烟火及易产生静电、火花的铁制物件进入现场,进入现场后严禁接、打手机。
4、粗苯区域应设安全警戒线,无关人员严禁进入警戒线内,区域内检查人员及维修人员数量以保证需要为宜,不得过多。
5、插盲板作业前需确定管路内介质排空,设备和煤气管路吹扫置换后方可进行。
6、塔内作业人员需佩戴长管呼吸器,塔外必须有两人进行监护,且每隔半分钟入塔人员与塔外监护人员需进行通话;进塔人员需交替进行作业,如感觉身体不适,立即出塔(要求十五分钟轮换入塔作业人员)。
7、开人孔后需对洗苯塔内部进行冷却,待洗苯塔内部温度恢复到常温后对塔内进行可燃气体分析,待气体分析合格后,检修人员方 可进入且需每隔一小时分析一次可燃气体。
8、在清理塔内填料层时,不锈钢波纹填料板禁止碰撞洗苯塔内壁及相互碰撞,同时作业不得在塔内敲击,以免产生火花。
9、检查过程中需使用铜制或木制工具,严禁敲打设备及管道。
10、填料上下吊装时,需捆绑严实;吊装所用绳索需有足够强度;吊装填料时需由专人指挥。
11、塔内填料清理越向下难度越大,在未清理至下层人孔之前,作业人员在进入时应身上拴好绳索缓慢向下,防止摔伤。向外清填料应用绳索捆好,慢慢起吊,直至拿出人孔。
12、作业人员在塔内戴长管呼吸器作业时,随着塔内作业深度的加深,呼吸器长管加长使呼吸感觉困难时,应分别在底部富油出口及顶部人孔安装防爆轴流风机对塔内进行抽、送风,确保人员呼吸安全。
13、塔内作业过程中,为及时消除摩擦产生的火花及易燃物的自燃现象,需从塔顶循环喷洒适量的清水,入塔人员带水作业。
14、在检修拆卸盲板完成后,需按盲板图逐个检查,防止漏拆。
15、检修现场需放置不少于6具灭火器,消防车、救护车现场监护。
16、清理出的填料严禁在烈日下爆晒,防止自燃。
17、检修现场禁止非检修人员进入,车间设专人负责检查进入粗苯人员是否符合相关安全要求。
18、整个检修只能由培训人员作业,不得随意更换检修人员。
19、现场所有人员听从指挥,做好各项安全工作,如遇异常情况,立即通知救援人员(消防人员、救护人员)处理,并上报领导。
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作者:本刊编辑部
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