按塔(ta)(ta)內(nei)件(jian)結(jie)構(gou)(gou)可分(fen)為:板式塔(ta)(ta)和填(tian)(tian)料(liao)塔(ta)(ta)。塔(ta)(ta)設備盡管(guan)其(qi)用(yong)途(tu)各(ge)異(yi),操作條件(jian)也各(ge)不相同(tong),但(dan)就其(qi)構(gou)(gou)造而(er)言(yan)大同(tong)小異(yi),主要(yao)由(you)塔(ta)(ta)體(ti)、支(zhi)(zhi)座、內(nei)部(bu)(bu)構(gou)(gou)件(jian)及附(fu)件(jian)組(zu)成(cheng)(cheng)。根據塔(ta)(ta)內(nei)部(bu)(bu)構(gou)(gou)件(jian)的(de)結(jie)構(gou)(gou)可以(yi)將其(qi)分(fen)為板式塔(ta)(ta)和填(tian)(tian)料(liao)塔(ta)(ta)兩大類。塔(ta)(ta)體(ti)是塔(ta)(ta)設備的(de)外(wai)殼,由(you)圓筒和兩封(feng)頭(tou)組(zu)成(cheng)(cheng);封(feng)頭(tou)可以(yi)是半球(qiu)形(xing)、橢圓形(xing)、碟(die)形(xing)等;支(zhi)(zhi)座是將塔(ta)(ta)體(ti)安裝在基礎(chu)上的(de)連接(jie)部(bu)(bu)分(fen),一(yi)般采用(yong)裙式支(zhi)(zhi)座,有圓筒形(xing)和圓錐形(xing)兩種,常(chang)采用(yong)圓筒形(xing)。裙座與塔(ta)(ta)體(ti)采用(yong)對接(jie)焊接(jie)或搭接(jie)焊接(jie)連接(jie),裙座的(de)高(gao)度由(you)工藝(yi)要(yao)求的(de)附(fu)屬設備(如再沸器、泵)及管(guan)線的(de)布置情況而(er)定。
1. 板式(shi)塔(ta)(plate column)
在板式(shi)塔(ta)(ta)(ta)中裝有一定數量的(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)盤(pan),液(ye)(ye)體借自身的(de)(de)(de)重(zhong)量自上(shang)(shang)而下(xia)沉向塔(ta)(ta)(ta)底(di)(在塔(ta)(ta)(ta)盤(pan)板上(shang)(shang)沿塔(ta)(ta)(ta)徑(jing)橫向流(liu)動),氣(qi)體靠壓(ya)差自下(xia)而上(shang)(shang)以鼓泡的(de)(de)(de)形式(shi)穿(chuan)過塔(ta)(ta)(ta)盤(pan)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)層(ceng)升向塔(ta)(ta)(ta)頂。在每層(ceng)塔(ta)(ta)(ta)盤(pan)上(shang)(shang)氣(qi)、液(ye)(ye)兩(liang)相(xiang)(xiang)密切接觸,進行傳(chuan)質,使(shi)兩(liang)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)組分濃(nong)度沿塔(ta)(ta)(ta)高(gao)呈階(jie)梯式(shi)變化,如(ru)圖(tu)4.1所示(shi)。
如果按其塔板(ban)上(shang)氣(qi)、液(ye)流(liu)向不同(tong)還可分為以下幾種(zhong)。
①. 氣(qi)(qi)(qi)、液(ye)(ye)呈(cheng)錯流(liu)的(de)(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)。氣(qi)(qi)(qi)、液(ye)(ye)呈(cheng)錯流(liu)的(de)(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)上(shang)裝有(you)降(jiang)(jiang)液(ye)(ye)管,液(ye)(ye)體(ti)自上(shang)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)液(ye)(ye)管落下,進入塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)之后,沿著(zhu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)橫向流(liu)過(guo),經塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)液(ye)(ye)管流(liu)入下一(yi)塊(kuai)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)(受液(ye)(ye)槽)。一(yi)般受液(ye)(ye)槽和(he)對應降(jiang)(jiang)液(ye)(ye)管寬(kuan)度(du)是一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)。而氣(qi)(qi)(qi)體(ti)則通過(guo)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)開孔,與液(ye)(ye)體(ti)呈(cheng)錯流(liu)方式(shi)(shi)傳(chuan)質(zhi)和(he)傳(chuan)熱。氣(qi)(qi)(qi)、液(ye)(ye)呈(cheng)錯流(liu)方式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)在生產上(shang)用(yong)得(de)最多,根據(ju)其氣(qi)(qi)(qi)、液(ye)(ye)接觸元件形式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)不同,又可分為泡罩型(xing)(xing)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)、篩孔型(xing)(xing)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)、浮閥型(xing)(xing)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)和(he)噴射型(xing)(xing)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)。
②. 氣、液呈逆(ni)流(liu)(liu)的(de)塔(ta)(ta)板(ban)。塔(ta)(ta)板(ban)結構(gou)簡單,不設(she)溢流(liu)(liu)管,氣、液從(cong)塔(ta)(ta)板(ban)縫中上(shang)下穿流(liu)(liu)而過,在(zai)板(ban)上(shang)的(de)流(liu)(liu)體為(wei)上(shang)升蒸汽(qi)所攪動而形成泡沫,進行兩(liang)相間的(de)傳質,這類塔(ta)(ta)板(ban)的(de)塔(ta)(ta)有柵(zha)板(ban)塔(ta)(ta)、穿流(liu)(liu)式波紋篩(shai)板(ban)塔(ta)(ta)。
③. 氣、液(ye)(ye)呈(cheng)并流的(de)塔(ta)板(ban)。氣、液(ye)(ye)呈(cheng)并流的(de)塔(ta)板(ban)在每一塊(kuai)塔(ta)板(ban)上,氣、液(ye)(ye)呈(cheng)并流接觸方式(shi),對(dui)整個塔(ta)氣、液(ye)(ye)呈(cheng)逆(ni)流操(cao)作方式(shi)。
板(ban)(ban)(ban)式(shi)塔按(an)有無降液(ye)(ye)管塔板(ban)(ban)(ban)可分為兩類:有降液(ye)(ye)管塔板(ban)(ban)(ban)(錯流(liu)式(shi)),包括篩板(ban)(ban)(ban)、浮閥板(ban)(ban)(ban)、泡(pao)罩板(ban)(ban)(ban)、導向篩板(ban)(ban)(ban)、舌形(xing)板(ban)(ban)(ban)、多降液(ye)(ye)管塔板(ban)(ban)(ban)等;無降液(ye)(ye)管塔板(ban)(ban)(ban)(逆(ni)流(liu)式(shi)),包括穿流(liu)篩板(ban)(ban)(ban)、穿流(liu)柵板(ban)(ban)(ban)、波紋(wen)穿流(liu)塔板(ban)(ban)(ban)等。板(ban)(ban)(ban)式(shi)塔的(de)(de)結構板(ban)(ban)(ban)式(shi)塔的(de)(de)主要部件是塔板(ban)(ban)(ban),塔板(ban)(ban)(ban)有許多形(xing)式(shi)。圖4.2所示為板(ban)(ban)(ban)式(shi)塔塔板(ban)(ban)(ban)結構。
2. 填(tian)料塔(packed column)
填(tian)料(liao)塔(ta)(ta)中裝(zhuang)填(tian)一定高度的填(tian)料(liao),液(ye)體自塔(ta)(ta)頂沿填(tian)料(liao)表面向下流動,作為連續相的氣體自塔(ta)(ta)底(di)向上(shang)流動,與液(ye)體進(jin)行逆(ni)流,兩相組分的濃(nong)度沿塔(ta)(ta)高呈連續變化。可根據(ju)工藝特(te)點、介(jie)質的特(te)性選(xuan)用不同類型的填(tian)料(liao),如(ru)拉西環、鮑爾環等。填(tian)料(liao)塔(ta)(ta)結(jie)構(gou)示意圖如(ru)圖4.3所(suo)示。
典型填(tian)料(liao)(liao)塔(ta)(ta)的(de)(de)工作原理圖(tu)如(ru)圖(tu)4.4所示。塔(ta)(ta)體(ti)為一圓筒,筒內堆(dui)放一定高度(du)的(de)(de)填(tian)料(liao)(liao)。操作時,液體(ti)自塔(ta)(ta)上部進入,通過(guo)液體(ti)分(fen)布器均(jun)勻噴灑于(yu)塔(ta)(ta)截面(mian)上,在填(tian)料(liao)(liao)表面(mian)呈膜(mo)狀流下(xia)。填(tian)充高度(du)較高的(de)(de)填(tian)料(liao)(liao)塔(ta)(ta)可(ke)將(jiang)填(tian)料(liao)(liao)分(fen)層,各層填(tian)料(liao)(liao)之間設(she)置液體(ti)再分(fen)布器,收集上層流下(xia)的(de)(de)液體(ti),并將(jiang)液體(ti)重新均(jun)布于(yu)塔(ta)(ta)截面(mian)。氣(qi)體(ti)自塔(ta)(ta)下(xia)部進入,通過(guo)填(tian)料(liao)(liao)層中的(de)(de)空(kong)隙(xi)由塔(ta)(ta)頂排出(chu),離開填(tian)料(liao)(liao)層的(de)(de)氣(qi)體(ti)可(ke)能(neng)挾(xie)帶少(shao)量(liang)液沫,必要時可(ke)在塔(ta)(ta)頂安裝除沫器。