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压力容器 - 塔器有哪些种类

jiekaizhou20252周前 (10-16)压力容器87

塔器是化工、石油、环保等行业中用于实现气液或液液传质、传热过程的核心设备。其种类繁多,

以根据不同的方式进行分类。

以下是塔器的主要种类,按照最常用的分类方式——内部结构进行划分,并补充其他分类方法:

一、 按内部构件结构分类(最核心的分类)

这是最根本的分类方法,直接决定了塔器的操作原理和适用场景。

1. 板式塔

板式塔内部设有一层层的塔板,气体(或蒸气)自下而上穿过塔板上的开孔,与板上流动的液体进

行密切接触、传质。液体在塔板上横跨流动,然后通过降液管流到下一层塔板。

特点: 逐级接触、处理能力大、操作弹性好。

常见类型:

     泡罩塔板:最早工业化应用的塔板,操作稳定、弹性好,但结构复杂、阻力大、造价高,现已较

少使用。

    筛板塔: 塔板上开有大量小筛孔,结构简单、造价低、效率高。缺点是操作弹性较小,易堵塞。

    浮阀塔板:在塔板开孔上装有可上下浮动的阀片,根据气速自动调节开度。这是目前应用最广

泛的塔板,兼具了泡罩塔的操作弹性和筛板塔的高效率优点。

    喷射型塔板(如舌形塔板、斜孔塔板):气体从塔板的定向开口高速喷出,将液体破碎成液滴和

液膜,传质效率高,压降低,但操作弹性相对较小。

填料塔内部填充有特定形状的填料,形成巨大的比表面积。液体从塔顶经分布器均匀淋洒在填料层上,

沿填料表面向下流动;气体从塔底上升,在填料的空隙中与液体逆流接触,进行连续传质。

特点: 连续接触、压降低、适用于腐蚀性物料和真空操作。

填料类型:

    散装填料: 无序堆放在塔内。

       拉西环: 最古老的填料,效率较低,现已少用。

       鲍尔环: 在环壁上开窗,性能优于拉西环,应用广泛。

       阶梯环: 鲍尔环的改进版,传质效率更高,压降更低。

       矩鞍环、异鞍环: 弧形结构,不易套叠,性能优良。

    规整填料: 按均匀几何图形规整排列,如波纹网、波纹板。

       丝网波纹填料: 效率极高,压降很小,常用于精密精馏和真空操作,但造价高、易堵塞。

       板波纹填料: 性能与丝网填料类似,但通量更大,抗堵能力稍强。

二、 按操作压力分类

    加压塔:操作压力高于常压。通常用于沸点较低的物质(如在常温压下为气体的物质)的分离,

例如石油炼制中的裂化分馏塔、乙烯装置的脱甲烷塔。

    常压塔: 在常压下操作,结构最简单。

    减压塔(真空塔):在负压下操作,用于分离高沸点、热敏性物质,以降低其沸点,防止分解。

例如润滑油炼制、脂肪酸分离。

三、 按单元操作工艺目的分类

这是根据塔在工艺流程中所起的作用来命名的,同一个塔从结构上看可能是板式塔也可能是填料塔。

     精馏塔:最常用的一种,利用混合物中各组分挥发度的不同进行多次部分汽化和部分冷凝,实现

高纯度分离。如原油蒸馏的常压塔、减压塔。

    吸收塔:用液体吸收剂选择性地吸收气体混合物中的某些组分。如用碱液吸收烟气中的二氧化硫。

    解吸塔(汽提塔):与吸收相反,通过升温或减压等方式,将溶解在液体中的气体组分驱赶出来。

    萃取塔: 用于液-液萃取,加入一种溶剂(萃取剂)来选择性地溶解混合物中的某个组分。

    洗涤塔:通常指用于气体净化的塔,如除尘、除雾、降温等,原理与吸收塔类似,但目的更侧重

于净化而非产品回收。

     反应塔(反应精馏塔):将化学反应和产物分离在一个设备内同时进行,可以提高转化率和选择性。

    干燥塔: 如喷雾干燥塔,将液体物料雾化并与热气体接触,瞬间蒸发水分得到固体粉末。

四、 按物料相态分类

    气液传质塔: 绝大多数塔器属于此类,如精馏塔、吸收塔。

    液液传质塔: 主要用于萃取操作,如萃取塔。

总结与对比

分类方式             主要种类                                             特点与应用


核心结构              板式塔                 逐级接触,处理量大,操作弹性好,适用于多种工况。


                           填料塔                 连续接触,压降低,效率高,适用于真空、腐蚀及热敏物料。


操作压力    加压塔、常压塔、减压塔      根据被处理物料的沸点和热敏性选择。


工艺目的    精馏塔、吸收塔、解吸塔等   根据在工艺流程中的具体功能命名。


在实际应用中,选择哪种塔器是一个综合性的工程问题,需要根据物料的性质(如粘度、腐蚀性、

热敏性)、分离要求(如纯度、回收率)、操作条件(如压力、温度)以及经济性(投资、操作成

本)等因素来决定。现代大型装置中也常常出现板式塔与填料塔组合使用的情况,以发挥各自优势。

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