1. 塔的分類(lei)
①. 蒸餾(精餾或分餾)塔(Distillation Column)(圖6-72)
蒸(zheng)餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)的功用是將多(duo)成分系的原(yuan)料(liao)經過加熱后(hou),以塔(ta)(ta)(ta)中央的下(xia)面(mian)適當位置為進(jin)料(liao)層,進(jin)行(xing)蒸(zheng)餾(liu)或精餾(liu),因此稱為蒸(zheng)餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(Distillation Column)、精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(Rectification Tower)、分餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(FractionatingTower)、蒸(zheng)發(fa)塔(ta)(ta)(ta)(Evaporator Tower)、穩定(ding)塔(ta)(ta)(ta)(Stabilizer Column)、汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(Stripper)等(deng)。
②. 反(fan)應(ying)塔(React Ion Tower)
蒸餾塔的(de)(de)(de)(de)功能(neng)是將含多成分(fen)的(de)(de)(de)(de)原料,依物理的(de)(de)(de)(de)方法利用各(ge)(ge)成分(fen)不同的(de)(de)(de)(de)沸點(Boiling Point)進行分(fen)離各(ge)(ge)種物質的(de)(de)(de)(de)作業。反(fan)應(ying)塔的(de)(de)(de)(de)功能(neng)則(ze)相(xiang)反(fan),反(fan)應(ying)塔內(nei)所(suo)要進行的(de)(de)(de)(de)是化學反(fan)應(ying)(如分(fen)解(jie)結合、聚合等),其內(nei)部(bu)構造依反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)種類、條件(jian)而異,外觀與蒸餾塔相(xiang)同,均為豎立圓筒(tong)形(xing),塔身的(de)(de)(de)(de)長(chang)度大(da)致上均比直徑大(da),為細長(chang)形(xing)的(de)(de)(de)(de)塔。
③. 萃取塔(Extraction Tower)
萃(cui)取(qu)塔的功能是(shi)將原料(liao)中所含(han)的一(yi)部(bu)分成分利用萃(cui)取(qu)劑(Extracting Reagent)(液體(ti)(ti)、固(gu)體(ti)(ti))提取(qu)(吸附)分離的方法(fa)(fa),一(yi)般液體(ti)(ti)原料(liao)采用液體(ti)(ti)萃(cui)取(qu)劑來提取(qu)的比較多(duo),也有液體(ti)(ti)與固(gu)體(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)與固(gu)體(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)與液體(ti)(ti)等各種(zhong)情形(xing)的萃(cui)取(qu)方法(fa)(fa)。
④. 吸收塔(ta)(Absorption Tower)
吸(xi)收塔(ta)的功能(neng)是在塔(ta)內進行液體(ti)吸(xi)收氣體(ti)的操作(zuo)(zuo),為了使氣體(ti)與液體(ti)有良好的接(jie)觸(chu),其流向[并流(Cocurrent Current)、逆流(Counter Cur-rent)(或稱(cheng)對流)]、裝填位置以及內部構(gou)造(zao)(如架層、填充物)等設計都要經過(guo)周密安排(pai)(如溫度、壓力、流速(su)等條(tiao)件),才能(neng)在操作(zuo)(zuo)上(shang)發揮最高效(xiao)能(neng)。
⑤. 洗滌塔(ta)(Washing Tower)
洗(xi)(xi)滌塔是(shi)(shi)屬于吸(xi)附和(he)吸(xi)收的(de)(de)(de)一種。這種操(cao)作往往是(shi)(shi)被吸(xi)收物(wu)的(de)(de)(de)量較少,被吸(xi)收的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)一般不是(shi)(shi)目(mu)的(de)(de)(de)物(wu),非吸(xi)收物(wu)質(zhi)是(shi)(shi)目(mu)的(de)(de)(de)物(wu)的(de)(de)(de)情況比較多,洗(xi)(xi)滌塔也稱(cheng)為捕(bu)集器(Scrubber)。
2. 塔管道設計的特(te)點
塔管(guan)(guan)(guan)道設計的(de)特點(dian)詳細講述見《工(gong)業管(guan)(guan)(guan)道配管(guan)(guan)(guan)設計與工(gong)程應(ying)用(yong)》一(yi)書。
①. 常見的塔有板式(shi)(shi)塔和填料塔。板式(shi)(shi)塔處理量(liang)大、抗(kang)堵性強、價格低,填料塔效率高、阻(zu)力降小。在許多情況(kuang)下(xia),這(zhe)兩(liang)種塔型均可以采(cai)用。
②. 塔(ta)(ta)的布置(zhi)一般有高度(du)要求。塔(ta)(ta)進(jin)料管(guan)設置(zhi)流量控制閥(fa),切斷閥(fa)之前設置(zhi)取樣閥(fa)。塔(ta)(ta)釜(fu)設置(zhi)就地液位(wei)計(ji)(ji)(ji),按需(xu)設置(zhi)液位(wei)控制計(ji)(ji)(ji)。塔(ta)(ta)頂和(he)塔(ta)(ta)釜(fu)需(xu)設置(zhi)溫度(du)和(he)壓力(li)檢(jian)測(ce)點。按需(xu)在(zai)塔(ta)(ta)中(zhong)部設置(zhi)溫度(du)、壓力(li)檢(jian)測(ce)點和(he)取樣點。溫度(du)計(ji)(ji)(ji)管(guan)口(kou)(kou)(kou)設在(zai)塔(ta)(ta)板的液相區,溫度(du)計(ji)(ji)(ji)套管(guan)應與(yu)液體接觸。壓力(li)計(ji)(ji)(ji)管(guan)口(kou)(kou)(kou)設在(zai)塔(ta)(ta)板下的汽相區。塔(ta)(ta)頂和(he)塔(ta)(ta)釜(fu)之間設置(zhi)壓差檢(jian)測(ce)點的,壓差管(guan)口(kou)(kou)(kou)開在(zai)氣相區。有的壓力(li)管(guan)道設計(ji)(ji)(ji)人員將管(guan)口(kou)(kou)(kou)位(wei)置(zhi)設計(ji)(ji)(ji)錯誤,造成(cheng)設計(ji)(ji)(ji)返工或(huo)無法修改。
③. 由于操作及(ji)分(fen)離(li)的(de)(de)需要,塔(ta)的(de)(de)進(jin)料(liao)口可(ke)以有(you)一(yi)個(ge)(ge),也可(ke)以有(you)多(duo)個(ge)(ge),應(ying)根據組分(fen)、溫度(du)等的(de)(de)不(bu)同,分(fen)別進(jin)入不(bu)同的(de)(de)塔(ta)盤。設有(you)多(duo)個(ge)(ge)進(jin)料(liao)口的(de)(de)塔(ta),每個(ge)(ge)進(jin)料(liao)口均應(ying)設置(zhi)切斷閥,對同一(yi)產(chan)品有(you)多(duo)個(ge)(ge)抽出口的(de)(de)塔(ta),各抽出口均應(ying)設置(zhi)切斷閥。
精餾(liu)(liu)塔(ta)(ta)進料位(wei)置在下部或(huo)(huo)中(zhong)(zhong)部,而(er)(er)汽提(ti)塔(ta)(ta)在頂(ding)(ding)部。精餾(liu)(liu)塔(ta)(ta)常(chang)有(you)(you)塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)、塔(ta)(ta)底及(ji)側線(xian)采(cai)出(chu)等兩個或(huo)(huo)兩個以(yi)上的產品(pin),而(er)(er)汽提(ti)塔(ta)(ta)一般僅對(dui)塔(ta)(ta)底流出(chu)物有(you)(you)純度要(yao)求(qiu)。采(cai)出(chu)的產品(pin)應加閥。精餾(liu)(liu)塔(ta)(ta)設回流罐(guan)、回流泵(beng)。側線(xian)一般采(cai)液(ye)相,靠重力采(cai)出(chu)。塔(ta)(ta)釜液(ye)相可靠自身壓力壓出(chu),也(ye)可用泵(beng)抽出(chu)。精餾(liu)(liu)塔(ta)(ta)要(yao)有(you)(you)再沸器(qi)(qi)(qi)、冷(leng)凝器(qi)(qi)(qi),甚(shen)至有(you)(you)中(zhong)(zhong)間再沸器(qi)(qi)(qi)或(huo)(huo)中(zhong)(zhong)間冷(leng)凝器(qi)(qi)(qi)。塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)餾(liu)(liu)出(chu)線(xian)上一般不(bu)設閥門,直接接往塔(ta)(ta)頂(ding)(ding)冷(leng)凝器(qi)(qi)(qi)。
④. 有結焦(jiao)、堵塞(sai)等(deng)現(xian)象的(de)(de)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi),應設(she)置(zhi)備(bei)(bei)(bei)用(yong)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)。再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)入(ru)(ru)口(kou)(kou)可由塔(ta)的(de)(de)一(yi)根總(zong)管(guan)引(yin)出(chu)(chu)(chu)(chu),然后分支。互為備(bei)(bei)(bei)用(yong)的(de)(de)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)進出(chu)(chu)(chu)(chu)管(guan)道都要設(she)切(qie)斷(duan)閥及(ji)“8”字(zi)盲板,以便于切(qie)換。在再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)出(chu)(chu)(chu)(chu)口(kou)(kou)到“8”字(zi)盲板間(jian),還(huan)應設(she)置(zhi)安全(quan)閥,以防(fang)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)備(bei)(bei)(bei)用(yong)時(shi)加熱(re)介質漏入(ru)(ru)引(yin)起汽化超壓。再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)入(ru)(ru)口(kou)(kou)為液(ye)相(xiang),出(chu)(chu)(chu)(chu)口(kou)(kou)為混相(xiang)或氣(qi)相(xiang),所以返回管(guan)道管(guan)徑一(yi)般(ban)(ban)比(bi)入(ru)(ru)口(kou)(kou)管(guan)道至少(shao)大一(yi)個等(deng)級。臥式再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)常設(she)兩個出(chu)(chu)(chu)(chu)口(kou)(kou),管(guan)口(kou)(kou)對(dui)稱布置(zhi)。熱(re)虹(hong)吸(xi)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)進出(chu)(chu)(chu)(chu)口(kou)(kou)一(yi)般(ban)(ban)不設(she)控制閥。再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)強制循環及(ji)側線(xian)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)控制采出(chu)(chu)(chu)(chu)的(de)(de)入(ru)(ru)口(kou)(kou)管(guan)道除外。熱(re)虹(hong)吸(xi)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)與塔(ta)之(zhi)間(jian)有相(xiang)對(dui)安裝高(gao)度要求。塔(ta)釜(fu)正常操(cao)作時(shi)的(de)(de)液(ye)面與立式熱(re)虹(hong)吸(xi)再(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)上管(guan)板同高(gao)或高(gao)出(chu)(chu)(chu)(chu)25~40mm。
⑤. 在(zai)(zai)(zai)塔(ta)(ta)的(de)(de)頂、底及不同的(de)(de)區(qu)(qu)段,根據(ju)需要(yao)測量塔(ta)(ta)的(de)(de)溫(wen)(wen)度、壓(ya)力(li)、壓(ya)差及關鍵組分的(de)(de)純度等,要(yao)保證壓(ya)力(li)計(ji)口在(zai)(zai)(zai)塔(ta)(ta)盤下的(de)(de)氣(qi)相(xiang)區(qu)(qu),而溫(wen)(wen)度計(ji)口放在(zai)(zai)(zai)塔(ta)(ta)板(ban)上的(de)(de)液相(xiang)區(qu)(qu)。為了避免塔(ta)(ta)被超壓(ya)損壞,塔(ta)(ta)頂餾(liu)出管道上應設(she)(she)安(an)全(quan)閥(fa)。這個安(an)全(quan)閥(fa)可設(she)(she)在(zai)(zai)(zai)塔(ta)(ta)頂或(huo)塔(ta)(ta)頂汽(qi)相(xiang)餾(liu)出物管道上,也可設(she)(she)在(zai)(zai)(zai)回流(liu)罐上。回流(liu)罐要(yao)設(she)(she)壓(ya)控閥(fa),由塔(ta)(ta)頂或(huo)塔(ta)(ta)釜壓(ya)力(li)控制。
⑥. 再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)有釜式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、熱(re)(re)虹吸式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和強制(zhi)循(xun)(xun)環(huan)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等,強制(zhi)循(xun)(xun)環(huan)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)用于黏(nian)度(du)大(da)或熱(re)(re)敏(min)物(wu)料。還(huan)可分為蒸汽(qi)加熱(re)(re)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和液體加熱(re)(re)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。按布置方(fang)向不同,分為立式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和臥(wo)式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與塔釜的連接管(guan)(guan)道(dao)應盡量(liang)短,升(sheng)汽(qi)管(guan)(guan)不允許有袋(dai)形。當塔底產品需用泵(beng)抽出時,釜式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的高(gao)度(du)必須滿足泵(beng)吸入(ru)高(gao)度(du)的要求。強制(zhi)循(xun)(xun)環(huan)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)塔釜的安(an)裝高(gao)度(du)應滿足循(xun)(xun)環(huan)泵(beng)的吸入(ru)高(gao)度(du)要求。臥(wo)式(shi)(shi)(shi)再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)常有兩個(ge)出口,管(guan)(guan)道(dao)最(zui)好對稱布置。再(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)殼層設置排(pai)氣閥(fa)和排(pai)凈閥(fa)。下部循(xun)(xun)環(huan)管(guan)(guan)道(dao)最(zui)低處設置排(pai)凈閥(fa)。加熱(re)(re)蒸汽(qi)進氣管(guan)(guan)切(qie)斷上游設置安(an)全閥(fa)。