化工设备中常见塔器设备的特点及分类

你是否亲临过化工现场？如若回答去过，那么，你一定见过这么一个场景。

它们是不是犹如“高楼”一座座拔地而起，但是若回答没去过；那么，也不要垂头丧气。

请跟随我，带你去见证这些“高楼”。

它们是什么呢？它们是化工过程生产中可提供气液或液液两相之间直接接触的机会，达到相际传质及传热的目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备。

塔设备的主要特点

体型高、长宽比大

常见的可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸、萃取及气体的洗涤、冷却、增湿、干燥等。

1板式塔和填料塔

塔设备根据结构形式，可分为板式塔和填料塔。

板式塔：一种逐级接触的气液传质设备。以塔板为基本构件，气体自塔底以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气-液相密切接触而进行传质传热，两相的浓度呈阶梯式变化。

板式塔主要类型有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔以及舌片塔。

泡罩塔：操作弹性大，气液比的范围大，不易堵塞，但结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。

筛板塔：应用历史较久的塔型，结构简单。筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部分。

浮阀塔：在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。

舌片塔：气体通道为在塔盘上冲出的以一定方式排列的舌片。舌片开启一定的角度，舌孔方向与液流方向一致。

填料塔：属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料为气液接触和传质的基本元件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体做逆流流动，并进行气液两相间的传质与传热。两相的浓度或温度沿塔高呈连续变化。

典型填料塔主要部件有：塔体、填料及支承、液体分布器及再分布器、除沫器等，其结构简图如图所示：

2常见单元操作塔设备

一、精馏塔

液体混合物的蒸馏操作，是提纯物质和分离混合物的一种方法，它广泛应用于化工生产中。

精馏塔主要依靠

根据操作方式可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

精馏是把液体混合物在传质设备（塔）中，进行多次部分汽化，同时把产生的蒸汽多次部分冷凝，达到完全分离混合物，获得所要求纯度的组分的操作。

精馏塔操作过程中，会出现下列几种现象。

1、液泛

当气液两相之一的流量增大，使降液管内液体不能顺利下流，造成两板间液体相连。

2、雾沫夹带

上升气流穿过塔板上液层时，将板上液体带入上层塔板的现象。

3、漏液

当上升气体流速减小，气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下，便会出现漏液现象。

二、吸收塔

在吸收过程中，根据操作过程中有无化学反应，可以将吸收分为物理吸收和化学吸收。

如用水吸收CO2（水洗），为物理吸收；在吸收过程中伴有化学反应，如用醋酸吸收乙烯酮为醋酸酐，为化学吸收。

吸收塔是实现吸收过程的单元设备。

按气液相接触形态分为三类

第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；

第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；

第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。

塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。

三、萃取塔

萃取是分离均相液体混合物的化工单元操作，它利用各溶质组分在两个液相中分布情况的差别，实现混合物组分分离的目的。

在萃取设备中，先使原料液与萃取剂密切接触，然后再分离成两个单独的液相：以萃取剂为主的并含有提取组分的称萃取相，以原料液为主的而有关组分已被提取的称为萃余相。

按有无补充外能分为：无搅拌萃取塔和外能输入萃取塔。

无搅拌萃取塔如填料塔和筛板塔，分散相液体依靠密度差在重力场中产生的浮力，使液滴浮升并撞击填料而破碎，或使已凝并的分散相液体通过筛孔重新分配。

外能输入萃取塔如脉动筛板塔和震动筛板塔，适合于两相密度差小，连续相粘度大，界面张力较高的液液体系，可以得到较好的分散效果。