塔设备与其他化工设备一样,置于室外、无框架的自支承式塔体,绝大多 数采用钢材制造。这是因为钢材具有足够的强度和塑性,制造性能较好,设 计制造的经验也比较丰富。特别是在大型的塔设备中,钢材更具有无法比拟 的优点。因而被广泛的采用。塔内件的种类:主要包括液体分布器、填料紧固装置(填料塔)、填料支撑装置(填料塔)、集液箱(板式塔)、塔板支撑装置(板式塔)、液体再分布器及进出料装置、气体进料及分布装置及除沫器等。有些场合为了满足腐蚀性介质或低温等特殊条 件,采用有色金属或非金属耐腐蚀材料。 可供制造塔设备内件的材料,比之塔体用材,选择余地更大。板式塔的塔 盘,以及浮阀、泡罩一类气液接触元件,由于结构较为复杂,加之工艺和使 用方面的需求(浮阀应能自由浮动),所以仍是以钢材为主,其他材料(陶 瓷、铸铁)为辅。 填料的用材,往往只考虑制造成型方面的性能,所以可用多种材料制成同 一型式和外形尺寸的填料,以满足不同场合的需要。如拉西环初用瓷做的, 以后又出现了用钢、石墨或硬塑料等制造;鲍尔环也有用钢、铝或 塑料等制造;至于的丝网填料,则除了用各种金属丝网外,还可 将尼龙、塑料等编织成网,进而制得。
泡罩塔具有如下优点: (1)气、液两相接触充分,传质面积大,因此塔盘。 (2)操作弹性大,在负荷变动范围较大时,仍能保持较高的效率。 (3)具有较高的生产能力,适合大型生产。 (4)不易堵塞,介质适应范围广,操作稳定可靠。液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,当液体在旋流板上被喷洒于气体中时粘附其中的尘粒,然后被甩至塔壁,带着尘粒下流,由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的酸性气体也可被碱性液体吸收。 优点是易于操作,操作弹性大。当液体流量变化时,由于塔板上液 层厚度主要由溢流堰高度控制,使塔板上液层厚度变化很小。若气体流量变 化,泡罩齿缝开启度会随气体流量改变自动调节,故气体通过齿缝的流速变 化亦较小。于是,塔板操作平稳,气液接触状况不因气液负荷变化而显著改 变,换言之,维持较高传质效率的气液负荷变化范围很大。 泡罩塔的缺点是结构复杂,造价高,气体通过每层塔板的压降大等。由于 泡罩塔的这些弱点,使之在与当今多种优良塔板型式的比较中处于劣势,所 以现在泡罩塔的应用已较少了。
对填料塔与板式塔应用的选择,应根据生产工艺条件,如系统的物性、操作条件、操作方式,以及技术经济性能等综合考虑。一般情况下应考虑如下方面:
1、对于腐蚀性物系,通常选用填料塔。因为填料可以选用耐腐蚀性能好的非金属材料,比板式塔便于处理。
2、对于易起泡物系,选用填料塔更适合。因填料对泡沫有限制和破碎作用。而采用板式塔则容易产生物沫夹带,以致淹塔。
3、对于处理易聚合或含固体颗粒的物料,易采用板式塔。这样不易堵塞及便于清洗。
4、对于热敏性的物系,宜采用填料塔。因为填料塔的滞液量比板式塔少,物料在塔内的停留时间短。再者,处理热敏性物系要在高真空下进行,填料塔的压降比板式塔低,所以更适宜真空操作。
5、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的物系,宜采用板式塔。因为板式塔滞液量大,便于在塔板上安置加热或冷却蛇管。而填料塔因涉及液体均布问题,而使结构复杂化。
6、对于有多个进料及侧线出料的塔器,宜采用板式塔。
7、对于高粘性物料的分离,宜采用填料塔。因为高粘性物料在板式塔中传质的效率太低。
8、对于处理量或负荷波动较大的场合,板式塔优于填料塔。因液体量过小,会造成填料层中液体分布不均匀,填料表面未充分润湿,影响塔的效率。而当液体负荷过大时,则容易产生液流。但设计良好的板式塔,则具有较大的操作弹性。
9、对于中、小规模的塔器,和塔径小于600mm时,宜选用填料塔,这样节省费用。
新型填料一般比塔板的通量大、,因此在完成相同分离任务时,可以采用比较小的塔径和更低的塔高。