【畢業(yè)論文】填料塔的結(jié)構(gòu)與維護(hù)

1、酒 泉 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)設(shè)計(jì)文） 2008 級 石油化工生產(chǎn)技術(shù) 專業(yè)題 目： 填料塔的結(jié)構(gòu)與維護(hù) 畢業(yè)時(shí)間： 2011年7月 學(xué)生姓名： xx 指導(dǎo)教師： xxx 班 級： 08石化一班 2011 年 3月20日酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2011 屆各專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績評定表姓 名xx班級08石化一班專業(yè)石油化工生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)教師第一次指導(dǎo)意見1.文獻(xiàn)太陳舊。2.請做成表格進(jìn)行比較更加清楚。3.全文格式不對，請參考系網(wǎng)站公布的標(biāo)準(zhǔn)2011年 1 月 10 日指導(dǎo)教師第二次指導(dǎo)意見1.各二級標(biāo)題要與所敘述內(nèi)容相符，現(xiàn)在的大部分不符2.各部分之間缺乏邏輯性2011年 3 月 17

2、 日指導(dǎo)教師第三次指導(dǎo)意見1.再將文字順一下，校對錯(cuò)字、錯(cuò)句，2.將評審表附上，并將我每次提手修改意見填入列中，用統(tǒng)一的封面3.文獻(xiàn)格式不對，請核對。2011年 4月 2 日指導(dǎo)教師評語及評分 本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理完整，有一定的科學(xué)性，對現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義，數(shù)據(jù)較詳實(shí)，展顯了一定的理論功底，基本達(dá)到了高職生培養(yǎng)要求。成績：合格 簽字（蓋章） 年 月 日答辯小組評價(jià)意見及評分成績： 簽字（蓋章） 年 月 日教學(xué)系畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)小組意見簽字（蓋章） 年 月 日學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)委員會審核意見簽字（蓋章） 年 月 日摘 要填料塔是塔設(shè)備的一種。塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。

3、例如應(yīng)用于氣體吸收時(shí)，液體由塔的上部通過分布器進(jìn)入，沿填料表面下降。氣體則由塔的下部通過填料孔隙逆流而上，與液體密切接觸而相互作用。結(jié)構(gòu)較簡單，檢修較方便。廣泛應(yīng)用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作。為了強(qiáng)化生產(chǎn)，提高氣流速度，使在乳化狀態(tài)下操作的，稱作乳化填充塔或乳化塔，本文從填料塔的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，維護(hù)，和國外的發(fā)展闡述對填料塔的認(rèn)識。關(guān)鍵詞：填料塔；填料；結(jié)構(gòu)；作用；維修；發(fā)展目 錄第一章 緒論11.1塔設(shè)備簡介11.2填料31.3填料塔的組成51.4填料塔的特點(diǎn)51.5填料塔發(fā)展?fàn)顩r61.6填料塔的制造與安裝61.7填料塔的工業(yè)應(yīng)用6第二章 填料塔結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特性72.1填料塔結(jié)構(gòu)72.2填料特

4、性的評價(jià)82.3氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng)92.4填料塔與板式塔的比較10第三章 填料塔維護(hù)檢修內(nèi)容113.1總則113.3檢修前的準(zhǔn)備123.3.1技術(shù)準(zhǔn)備123.3.2物資準(zhǔn)備123.3.3安全技術(shù)準(zhǔn)備133.4維護(hù)及常見故障處理14第四章 國外填料塔最新發(fā)展164.1幾種新型填料介紹164.2填料塔應(yīng)用新領(lǐng)域184.3填料塔設(shè)計(jì)新發(fā)展19致謝20參考文獻(xiàn)213第一章 緒論1. 1塔設(shè)備簡介塔設(shè)備是化工，石油化工和煉油行業(yè)最為常見的過程設(shè)備之一，他的作用是使氣液在塔內(nèi)進(jìn)行充分的接觸，達(dá)到傳熱和傳質(zhì)的目的。填充塔的應(yīng)用始于19世紀(jì)中葉，起初在空塔中填充碎石、磚塊和焦炭等塊狀物，以增強(qiáng)氣液兩相間

5、的傳質(zhì)。1914年德國人f。拉西首先采用高度與直徑相等的陶瓷環(huán)填料（現(xiàn)稱拉西環(huán)）推動(dòng)了填充塔的發(fā)展。此后，多種新填料相繼出現(xiàn)，填充塔的性能不斷得到改善，近30年來，填充塔的研究及其應(yīng)用取得巨大進(jìn)展，不僅開發(fā)了數(shù)十種新型高效填料，還較好地解決了設(shè)備放大問題。到60年代中期，直徑數(shù)米乃至十幾米的填充塔已不足為奇。現(xiàn)在，填充塔已與板式塔并駕齊驅(qū)，成為廣泛應(yīng)用的傳質(zhì)設(shè)備。塔設(shè)備的分類方法有多種，例如：按操作壓力可分為：加壓塔，常壓塔，減壓塔；按塔所能完成的單元過程分為：精餾塔，吸收塔，解壓塔，萃取塔，反應(yīng)塔和干燥塔等等，但是長期最為常用的分類是按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔。工業(yè)生產(chǎn)對塔設(shè)備的性能有

6、著嚴(yán)格的要求，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：（1）具有良好的操作穩(wěn)定性，這是保證正常生產(chǎn)的先決條件。（2）具有較高的生產(chǎn)效率和良好的產(chǎn)品質(zhì)量，該項(xiàng)是設(shè)備設(shè)計(jì)制造核心。（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造費(fèi)用低，塔設(shè)備在能保證滿足相應(yīng)的工藝要求的前提下，盡量采用簡單的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備材料，加工制作和日常維護(hù)的費(fèi)用。（4）塔設(shè)備的壽命，質(zhì)量與運(yùn)行安全。化工設(shè)備一般要求其使用壽命在10年以上。在設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮選用材料的成本，設(shè)備的運(yùn)行安全，制造質(zhì)量和其一次性投資等之間的關(guān)系。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填

7、料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器

8、兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。對填料的基本要求有：傳質(zhì)效率高，要求填料能提供大的氣液接觸面。即要求具有大的比表面積，并要求填料表面易于被液體潤濕。只有潤濕的表面才是氣液接觸表面。生產(chǎn)能力大，氣體壓力降小。因此要求填料層的空隙率大。不移引起偏流和溝流。經(jīng)久耐用具有良好的耐腐蝕性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和必

9、要的耐熱性。取材容易，價(jià)格便宜。1. 2填料填料是填料塔中的傳質(zhì)元件，它可以有不同的分類。填料的類型有兩大類：拉西環(huán)矩鞍填料、鮑爾環(huán)；鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的壁面上開一層或兩層長方形小窗。波紋填料有絲網(wǎng)形和孔板形兩大類。填料是填料塔氣夜接觸的元件正確的選擇填料對塔的經(jīng)濟(jì)效果重要影響。從填料塔用于工業(yè)以來填料的結(jié)構(gòu)型式有了很大的改進(jìn)，到目前為止各種形式，各種規(guī)格的填料已有幾百種之多。填料改進(jìn)的方向?yàn)樵黾悠渫ㄟ^能力，以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要；改善流體的分布與接觸，以提高分離效率。填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料。1.2.1散裝填料散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一

10、般以隨機(jī)的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料:（1）拉西環(huán)填料：拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較少應(yīng)用。（2）鮑爾環(huán)填料：與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。（3）階梯環(huán)填料：是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。（4）弧鞍填料：弧鞍填料的特點(diǎn)是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動(dòng)，表面利用率高，流道呈弧形，流動(dòng)阻力小。其缺點(diǎn)是易發(fā)

11、生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低。弧鞍填料強(qiáng)度較差，容破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。（5）矩鞍填料：矩鞍填料堆積時(shí)不會套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。（6）金屬環(huán)矩鞍填料：環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填料中應(yīng)用較多。（7）球形填料：球形填料的特點(diǎn)是球體為空心，可以允許氣體、液體從其內(nèi)部通過。由于球體結(jié)構(gòu)的對稱性，填料裝填密度均勻，不易產(chǎn)生空穴和架橋，所以氣液分散性能好。1.2.2規(guī)整填料規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列，整齊堆砌

12、的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。（1）格柵填料格柵填料是以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成的，具有多種結(jié)構(gòu)形式。工業(yè)上應(yīng)用最早的格柵填料為木格柵填料。目前應(yīng)用較為普遍的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中以格里奇格柵填料最具代表性。（2）波紋填料目前工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30和45兩種，組裝時(shí)相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤填料間交錯(cuò)90排列。（3）脈沖填料脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個(gè)體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料。脈沖填料組裝后，會

13、形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴(kuò)大，氣液兩相通過時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍動(dòng)。在縮頸段，氣速最高，湍動(dòng)劇烈，從而強(qiáng)化傳質(zhì)。在擴(kuò)大段，氣速減到最小，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。流道收縮、擴(kuò)大的交替重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了“脈沖”傳質(zhì)過程。1.3填料塔的組成填料塔由塔體，噴淋裝置，填料，再分布器， 柵板以及氣，液的進(jìn)出口等部件組成。1.3.1噴淋裝置噴淋裝置的類型很多，常用的有噴灑型，溢流型，沖擊型等。液體噴淋裝置設(shè)計(jì)的不合理，將導(dǎo)致液體分布不良，減少填料的潤濕面積，增加溝流現(xiàn)象，直接影響填料塔的處理能力和分離效率。液體噴淋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求是：能使整個(gè)塔截面的填料表面很好潤濕，結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便。1.3.2填料

14、填料可分為亂堆填料（顆粒填料）和規(guī)整填料兩大類。在填料塔內(nèi)光有一定段數(shù)和一定高度的填料層，液體沿填料表面呈膜狀態(tài)瞎忙活下流動(dòng)，作為連續(xù)相的氣體自下而上流動(dòng)，與液體形成內(nèi)流。1.3.3液體再分布器當(dāng)液體流經(jīng)填料層時(shí)，液體有流向器壁造成“壁流”的傾向，使液體分布不均，降低了，填料塔的效率，嚴(yán)重時(shí)可使塔中心的填料不能潤濕而成“干錐。因此在結(jié)構(gòu)上宜采取措施，使液體流經(jīng)一段距離后再行分布，以便在整個(gè)高度內(nèi)的填料都得到均勻噴淋。1. 4填料塔的特點(diǎn)填料塔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，裝置靈活，壓降小，持液量小，生產(chǎn)能力大，分離效果高，耐腐蝕且易于處理易起氣泡，易熱敏，易結(jié)垢的物系。填料塔由于具有制造和更換容易，材料范

15、圍廣，適應(yīng)能力強(qiáng)，壓降及滯液量小，傳質(zhì)效率高等優(yōu)點(diǎn)，在近二十年來獲得了長久發(fā)展。1. 5填料塔發(fā)展?fàn)顩r填料塔由填料，塔內(nèi)件及筒體構(gòu)成。填料分規(guī)整填料和散狀填料兩大類。塔內(nèi)則有不同形式的液體分布裝置，填料固定裝置或填料壓緊裝置，填料支承裝置，液體收集再分布裝置進(jìn)料裝置及氣體分布裝置。筒體有整體式結(jié)構(gòu)及法蘭連接分段式結(jié)構(gòu)。與板式塔相比，新型的填料踏性能具有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)能力大、分離效率高、壓力降小、操作彈性大、持液量小等1. 6填料塔的制造與安裝總的來說，填料塔的制造與安裝應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，不能一概而論。有些設(shè)計(jì)對制造、安裝的某些誤差精度要求較高，而另外一些設(shè)計(jì)對制造、安裝的這些誤差精度要求可能并

16、不太高，誤差稍大，并不影響塔的正常操作。1.7填料塔的工業(yè)應(yīng)用近年來，填料塔研究及開發(fā)成果在工業(yè)裝置上獲得了迅速的應(yīng)用。下面僅以規(guī)整填料塔為代表列舉典型的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例，評述當(dāng)今填料塔的性能及其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。其應(yīng)用領(lǐng)域主要早以下個(gè)方面：(1)石油煉制，石油化工及天然氣加工；(2)化學(xué)工業(yè)；(3)氣體回收和凈化；(4)香料和醫(yī)藥工業(yè)；(5)同位素的分離。第二章 填料塔結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特性2.1填料塔結(jié)構(gòu)如圖所示為填料塔的結(jié)構(gòu)示意圖，填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被

17、上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置(小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置)分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)

18、液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。2. 2填料特性的評價(jià)2.1.1比表面積塔內(nèi)單位體積填料層具有的填料表面積，m2/m3。填料比表面積的大小是氣液傳質(zhì)比表面積大小的基礎(chǔ)條件。須說明兩點(diǎn):第一，操作中有部分填料表面不被潤濕，以致比表面積中只有某個(gè)分率的面積才是潤濕面積。據(jù)資料介紹，填料真正潤濕的表面積只占全部填料表面積的(2050)%。第二，有的部位填料表面雖然潤濕，但液流不暢，液體有某種程度的停滯現(xiàn)象。這種停滯的液體與氣體接觸時(shí)間長，氣液趨于平衡態(tài)，在塔內(nèi)幾乎不構(gòu)成有效傳質(zhì)區(qū)。為此，須把比表面積與有效的傳質(zhì)比表面積加以區(qū)分。但比表面積仍不失為重要的參量。2.2.

19、2空隙率塔內(nèi)單位體積填料層具有的空隙體積，m2/m3。為一分?jǐn)?shù)。值大則氣體通過填料層的阻力小，故值以高為宜。對于亂堆填料，當(dāng)塔徑與填料尺寸之比大于8時(shí)，因每個(gè)填料在塔內(nèi)的方位是隨機(jī)的，填料層的均勻性較好，這時(shí)填料層可視為各向同性，填料層的空隙率就是填料層內(nèi)任一橫截面的空隙截面分率。當(dāng)氣體以一定流量過填料層時(shí)，按塔橫截面積計(jì)的氣速稱為空塔氣速(簡稱空速)，而氣體在填料層孔隙內(nèi)流動(dòng)的真正氣速為。二者關(guān)系為。根據(jù)計(jì)算出的塔徑與填料層高度，再根據(jù)所選填料的n值，即可確定塔內(nèi)需要的填料數(shù)量。一般要求塔徑與填料尺寸之比(此比值在815之間為宜)，以便氣，液分布均勻。若，在近塔壁處填料層空隙率比填料層中心部

20、位的空隙率明顯偏高，會影響氣液的均勻分布。若值過大，即填料尺寸偏小，氣流阻力增大。2.3氣液兩相在填料層內(nèi)的流動(dòng)填料塔流體力學(xué)性能主要包括填料層的持液量，填料層的壓降，液泛，填料表面的潤濕及返混等。2.3.1填料層的持液量填料層的持液量是指在一定操作條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積，以(m3液體)/(m3填料)表示。持液量可分為靜持液量hs，動(dòng)持液量ho和總持液量ht。靜持液量是指當(dāng)填料被充分潤濕后，停止氣液兩相進(jìn)料，并經(jīng)排液至無滴液流出時(shí)存留于填料層中的液體量，其取決于填料和流體的特性，與氣液負(fù)荷無關(guān)。動(dòng)持液量是指填料塔停止氣液兩相進(jìn)料時(shí)流出的液體量，它與填料，液體特性及氣液負(fù)荷有

21、關(guān)。總持液量是指在一定操作條件下存留于填料層中的液體總量。顯然，總持液量為靜持液量和動(dòng)持液量之和，即填料層的持液量可由實(shí)驗(yàn)測出，也可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。一般來說，適當(dāng)?shù)某忠毫繉μ盍纤僮鞯姆€(wěn)定性和傳質(zhì)是有益的，但持液量過大，將減少填料層的空隙和氣相流通截面，使壓降增大，處理能力下降。2.3.2液泛在泛點(diǎn)氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾啵藭r(shí)氣體呈氣泡形式通過液層，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，液體被大量帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至?xí)黄茐?，此種情況稱為淹塔或液泛。影響液泛的因素很多，如填料的特性，流體的物性及操作的液氣比等。 填料特性的影響集中體現(xiàn)在填料因子上。填料因子

22、f值越小，越不易發(fā)生液泛現(xiàn)象。 流體物性的影響體現(xiàn)在氣體密度rv，液體的密度rl和粘度ml上。氣體密度越小，液體的密度越大，粘度越小，則泛點(diǎn)氣速越大。 操作的液氣比愈大，則在一定氣速下液體噴淋量愈大，填料層的持液量增加而空隙率減小，故泛點(diǎn)氣速愈小。2.4填料塔與板式塔的比較對于許多逆流氣液接觸過程，填料塔和板式塔都是可以適用的，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，了解這些不同點(diǎn)對于合理選用塔設(shè)備是有幫助的。 填料塔操作范圍較小，特別是對于液體負(fù)荷變化更為敏感。當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不 能很好地潤濕，傳質(zhì)就效果急劇下降;當(dāng)液體負(fù)荷過大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式

23、塔，則具有大得多的操作范圍。 填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，而某些類型的板式塔(如大孔徑篩板，泡罩塔等)則可以有效地處理這種物質(zhì)。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。 當(dāng)氣液接觸過程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔因涉及液體均不問題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤管。同理，當(dāng)有側(cè)線出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。 以前亂堆填料塔直徑很少大于0.5m，后來又認(rèn)為不宜超過1.5m，根據(jù)近10年來填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于0.6m。 關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。 當(dāng)塔

24、徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡單而造價(jià)便宜。 對于易起泡物系，填料塔更適合，因填料對泡沫有限制和破碎的作用。 對于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。 對熱敏性物系宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的滯液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間短。 塔的壓降比板式塔小，因而對真空操作更為適宜。第三章 填料塔維護(hù)檢修內(nèi)容3.1總則本規(guī)程適用于碳鋼，不銹鋼材質(zhì)的填料塔的維護(hù)和檢修。3.1.1檢修類別檢修類別分中修、大修。3.1.2檢修間隔期表3-1檢修類別中 修大 修一般介質(zhì)易自聚易腐蝕介質(zhì)一般介質(zhì)易自聚易腐蝕介質(zhì)檢修間隔期241248243.2檢修內(nèi)容3.2.1中修a)清理塔壁，檢查塔壁腐蝕情況，測量壁厚

25、。b)做氣密性試驗(yàn)或按規(guī)定作水壓強(qiáng)度試驗(yàn)。c)檢查焊縫腐蝕情況。d)檢查修理支撐環(huán)、柵板、液體再分布器、噴淋裝置、視鏡。e)檢查清洗或更換填料。f)檢查，緊固或更換各連接件和管件。g)檢查，修理或更換密封件。h)檢查，修理或更換進(jìn)出料管和回流管，清洗進(jìn)料過濾器。i)清洗噴淋孔、濾環(huán)。j)檢查安全閥、流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力表。k)修補(bǔ)保溫層、涂漆。3.2.2大修包括中修內(nèi)容。a)塔體解體；檢查，清理料垢和腐蝕層。b)修理或更換易損件及附屬設(shè)備。c)校核加壓塔壁厚強(qiáng)度【1】玉偉,王立業(yè)編著.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ),大連：大連理工大學(xué)出版社, 2006【2】鄭津洋,董其伍,桑芝富主編.過程設(shè)備設(shè)計(jì),北京：學(xué)

26、工業(yè)出版社,2006【3】福州大學(xué)化工原理電子教案 氣液傳質(zhì)設(shè)備,福建：1982【4】董大勤,袁風(fēng)隱編.壓力容器設(shè)計(jì)手冊,北京：化學(xué)工藝出版社,2006d)檢查找正塔體鉛直度、直線度、緊固地腳螺栓。e)檢查修理塔裙座。f)檢查、修理塔基礎(chǔ)的裂紋、下沉情況。g)塔體除銹、涂漆、保溫。3.3檢修前的準(zhǔn)備3.3.1技術(shù)準(zhǔn)備a)設(shè)備說明書、圖樣、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料。b)運(yùn)行時(shí)間、缺陷、隱患、事故、功能等設(shè)備技術(shù)狀態(tài)調(diào)查記錄。c)主要技術(shù)參數(shù)、泄漏、腐蝕、結(jié)垢等設(shè)備性能預(yù)檢記錄。d)制定檢修方案。3.3.2物資準(zhǔn)備a)檢修用材料、塔件。b)拆裝及吊裝工具、檢測儀器儀表。c)更換的填料。散裝填料可參照表2

27、選擇，波紋填料可參照表3選擇。3.3.3安全技術(shù)準(zhǔn)備a)將塔內(nèi)的各物料管路閥門關(guān)閉，切斷與塔相關(guān)連管路，倒空物料并加堵盲板。b)對塔及其附屬設(shè)備蒸煮、吹除、置換、降溫、進(jìn)行防火、防爆、防毒的清洗和換氣。c)對塔內(nèi)外及附屬設(shè)備的氣體取樣分析化驗(yàn)，氣體濃度達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，方可辦理動(dòng)火手續(xù)。d)采取其他人機(jī)安全措施，如吊裝孔圍欄，吊裝現(xiàn)場設(shè)警戒標(biāo)記，辦好檢修安全許可證。表3-2參數(shù)填料類型外徑(mm)高x厚(mm)比表面積(m2/m3)個(gè)數(shù)(個(gè)/m3)堆積密度(kg/m3)空隙率(m3/m3)干填料因子(1/m)陶瓷矩鞍填料25385019x330x440x5200131103502301968087

28、1045025380.720.040.82433252216金屬鮑爾環(huán)25385025x0.38x0.50x1209129112550001300065004803653950.410.450.49252153131金屬階梯環(huán)25385012.x0.19x0.25x1220160.156.10200030700132004674374070.30.30.48259174.129.金屬環(huán)矩鞍25385020x0.30x0.40x1.185112.174.910116024680113002973652250.60.60.96154.898.7金屬壓延環(huán)5x58x810x1015x155x0.18

29、x0.110x0.115x0.110206705403605400001000004102902401400.940.960.970.9753.4維護(hù)及常見故障處理表3-3檢查內(nèi)容檢查方法問題的判斷和說明操作條件1.查看壓力表、溫度計(jì)和流量計(jì)2.檢查設(shè)備操作記錄1.壓力突然下降塔節(jié)法蘭或墊片泄漏2 .力上升填料阻力增加或設(shè)備管道堵塞物料變化1.測觀察2.料組分分析1.漏或操作條件破壞2.入雜物、雜質(zhì)防腐層保溫層目測觀察對室外保溫設(shè)備，檢查雨水浸入處及腐蝕瘤體浸蝕處。附屬設(shè)備目測觀察1.入管閥站連接螺栓是否松動(dòng)變形2.支架是否變形松動(dòng)3.孔、人孔是否腐蝕、變形，啟用是否良好基礎(chǔ)目測、水平儀基礎(chǔ)如

30、出現(xiàn)下沉或裂紋，會使塔體傾斜塔體1.測觀察2.泡劑檢查3.體檢測器檢查4.厚儀檢查塔體、法蘭、接管處、支架處容易出現(xiàn)裂紋或泄漏。表3-4故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法工作表面結(jié)垢1.處理物料中含有雜質(zhì)2.處理物料中有晶體析出沉淀3.水產(chǎn)生垢4.備被腐蝕產(chǎn)生腐蝕物1.高過濾質(zhì)量2.除結(jié)晶物、水垢物3.除水垢4.取防腐措施連接處失去密封能力1.蘭聯(lián)接螺栓松動(dòng)2.栓局部過緊，產(chǎn)生變形3.備振動(dòng)而引起螺栓松動(dòng)4.封墊圈疲勞破壞5.圈受介質(zhì)腐蝕而損壞6.蘭面上的襯里不平7.接法蘭翹曲1.固螺栓2.換變形螺栓3.除振動(dòng)，緊固螺栓4.換變質(zhì)的的墊圈5.換耐腐蝕墊圈6.工不平的法蘭7.換新法蘭塔體厚度減薄設(shè)備在操作

31、中，受介質(zhì)的腐蝕、沖蝕和摩擦減壓使用或修理腐蝕部分或報(bào)廢更新塔局部變形1.局部腐蝕或過熱使材料降低而引起設(shè)備變形2.孔無補(bǔ)強(qiáng)，焊縫應(yīng)力集中使材料產(chǎn)生塑性變型3.外壓設(shè)備工作壓力超過臨界壓力，設(shè)備失穩(wěn)變形1.止局部腐蝕或過熱2.正變形或割下變形處，焊上補(bǔ)板3.定正常操作塔體出現(xiàn)裂縫1.變形加劇2.接時(shí)有內(nèi)應(yīng)力3.頭過渡圓弧彎曲半徑太小4.力沖擊作用5.構(gòu)材料缺陷6.動(dòng)和溫差的影響7.力腐蝕裂縫修理冷凝器內(nèi)有填料填料壓板翻動(dòng)固定好壓板進(jìn)料慢進(jìn)料過濾器堵塞拆卸、清洗第四章 國外填料塔最新發(fā)展隨著石油化工的發(fā)展，填料塔日益受到人們的重視，填料塔技術(shù)也有了長足的進(jìn)步，涌現(xiàn)出不少高效填料與新型塔內(nèi)件，特別

32、是新型高效規(guī)整填料。新型填料的開發(fā)與應(yīng)用應(yīng)歸結(jié)到以下3個(gè)方面：新型填料及塔內(nèi)件的開發(fā)。填料塔的性能研究。填料塔的工業(yè)應(yīng)用4.1幾種新型填料介紹 (1)散堆填料envicon公司的新型mc-pac環(huán)金屬填料，有30mm15mm和65mm30mm這2種尺寸。據(jù)制造商介紹，與50mm鮑爾環(huán)相比，其較大型號的效率提高40%，壓降減小60%。raschig公司的raschig-super-ring塑料環(huán)，按照該公司的介紹，與50mm塑料鮑爾環(huán)相比，它的壓力損失減少了70%，負(fù)荷能力提高了50%。lantc公司的q-pacmetalhybridpacking(混合填料)，具有規(guī)整填料的效率和能力，又有散堆

33、填料的經(jīng)濟(jì)性和通用性，能降低hetp(理論塔板等效高度)30%以上，壓力損失減少40%。lantc公司的impac工藝塔填料，其傳質(zhì)效率比intalox高出30%以上，其優(yōu)良的綜合性能在現(xiàn)代散堆填料領(lǐng)域內(nèi)一枝獨(dú)秀，對于精密分離、熱敏物系和節(jié)能改造十分有利。lantc公司的impac冷卻塔填料，具有良好的水滴分散性能和自分布性能，每m3有多達(dá)5萬個(gè)的水滴。與現(xiàn)有填料相比，效率可提高40%以上，具有長達(dá)10年的使用壽命，有效地降低了操作成本。lantc公司的lanpac環(huán)保塔填料，與其他尺寸相同的填料相比，它可更有效地降低壓降，提高傳質(zhì)效率，且現(xiàn)場作業(yè)證明不堵塞。koch公司的k4gtm高效填料，

34、自稱是從拉西環(huán)算起，鮑爾環(huán)是第二代，從前的其他各種散堆高效填料是第三代，它是第四代第一個(gè)散堆填料，具有更低的壓降和非常高的分離能力，經(jīng)美國得克薩斯州大學(xué)能量研究中心試驗(yàn)證明，其能力可比鮑爾環(huán)提高15%，該公司稱其是目前最先進(jìn)的散堆填料之一。此外，還有日本的m-pak環(huán)和koch公司的k-pak環(huán)。(2)規(guī)整填料sulzer公司的katapak化學(xué)反應(yīng)器用填料，是以雙層絲網(wǎng)制成的波紋填料，在絲網(wǎng)的夾層內(nèi)裝有催化劑。sulzer公司的optiflow規(guī)整填料，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，由薄板片沖壓折疊和組裝而成，它改變了液相在mellapak板渡填料表面上穩(wěn)定流過較長距離的傳統(tǒng)模式，通過曲折而不斷改變方向的

35、板片，促進(jìn)液相的分散-聚合-再分散循環(huán)，保證與氣相的良好接觸，并使傳質(zhì)表面不斷更新。它綜合了規(guī)整填料和散堆填料的優(yōu)點(diǎn)，既具有很高的效率，又具有極大的通量。據(jù)稱，與常規(guī)塔板和填料相比，在相同的分離效率條件下，處理能力可提高20%25%，而在相同的處理能力情況下，傳質(zhì)效率可提高50%。raschig公司的supekpak300型板式規(guī)整填料的比表面積為300m2/m3。根據(jù)制造商提供的數(shù)據(jù)，與迄今在比表面上可相比擬的填料相比，它的負(fù)荷能力提高26%，壓力損耗降低33%。日本三菱商事(株)的mc-pak規(guī)整填料，分為絲網(wǎng)和板材2類，絲網(wǎng)500目，比表面積為1000m2m3。板材類有250s、350s

36、、500s和500sl共4種，比表面積分別為250m2m3、350m2m3、500m2m3，其中500sl為高液負(fù)荷和低壓降型?？偟奶攸c(diǎn)是壓力損耗小，操作范圍寬，hetp小，操作彈性大。schott公司的durapack玻璃纖維規(guī)整填料，是該公司的專利產(chǎn)品，為高抗腐產(chǎn)品，具有高通量、低壓降及良好的分離性能。比表面積為280m2m3和400m2m3?？障堵史謩e為80%和72%，網(wǎng)紋表面分為粗糙表面和光滑表面，裝入dn100dn1000mm的塔內(nèi)。此外，瑞土khni公司還將rombopak系列擴(kuò)展到12m型。它的比表面積為450m2/m3。制造商在一個(gè)內(nèi)徑為dn50mm的實(shí)驗(yàn)塔內(nèi)用氯苯/乙苯試驗(yàn)體系在6600pa壓力下測得：當(dāng)f因子為0.5pa時(shí)，為10塊理論塔板；當(dāng)f因子為2pa時(shí)，為7塊理論塔板。montz公司提供了他們的鉭質(zhì)montz-paka300型填料，它的板厚為0. 05mm。nutter公司生產(chǎn)的bsh規(guī)整鎮(zhèn)料是介于網(wǎng)、板填料之間的新型高效填料，它獨(dú)特的可膨脹金屬織物結(jié)構(gòu)彌