在煉油、化工及輕工等工業生產中,氣液兩項直接接觸進行傳質傳熱的過程是很多的,如精餾、吸收、解析、萃取等。
然而,這些過程都是在一定的壓力、溫度等工藝條件下、在一定的設備內得以實現。由于過程中兩種介質主要發生質的交換,所以也將實現這些過程的設備叫傳質設備。
從外形上看,這些設備都是豎直安裝的圓筒型設備,且長徑比較大、形如塔,故習慣上稱其為塔設備。
塔設備成為化工生產中有著不可缺少的設備。為了實現正常生產,化工過程對其提出了一些要求。化工生產對塔設備的要求:①工藝性能好。②生產能力大。③操作穩定性好。④能量消耗小。⑤結構合理。⑥選材要合理。⑦安全可靠。
這些指標的重要根據不同設備而異,要同時滿足上述要求有些難度。因此,根據傳質種類、介質理化性質和操作條件的具體情況具體分析,抓住主要矛盾,合理確定塔設備類型和內部構件形式,以滿足生產需要。
塔設備主要構件
塔設備盡管用途各異,操作條件也不盡相同,但就其構造而言,甚是大同小異,主要由塔體、支座、內部結構及附件組成。
一、塔體
塔體即塔設備的外殼,常見的塔體由等直徑、等厚度的圓筒及上下封頭組成。
封頭可以是半球形、橢圓形、碟形等。
塔設備通常安裝在室外,因而塔體除了承受一定的操作壓力(內壓或外壓)、溫度外,還要考慮風載荷、地震載荷以及偏心載荷。
此外,塔設備還要滿足在試壓、運輸及吊裝時的強度、剛度及穩定性要求。
二、支座
塔體支座是塔體與基礎的連接結構。因塔設備較高、重量較大,為保證其足夠的強度及剛度,通常采用裙式支座。
常用的裙座結構有圓筒形裙座和圓錐形裙座。
為了防止風載荷或地震載荷引起的彎矩造成的傾倒,圓錐形裙座可配置更多的地腳螺旋,且具有足夠大的穩定性;圓錐形裙座的半錐角不得超過15°,當半錐角增大,裙座所受應力急劇增加,裙座筒體的厚度也需急劇增。
三、人孔及手孔
為安裝、檢修、檢查等需要,往往在塔體上設置人孔或手孔。不同的塔設備,人孔或手孔的結構及位置等要求不同。
四、接管
為用于連接工藝管線,使塔設備與其他相關設備相連接。按其用途可分為進液管、出液管、回流管、進氣出氣管、側線抽出管、取樣管、儀表接管、液位計接管等。
五、附件
(一)除沫器
當氣速大時,塔頂霧沫夾帶,造成物料流失,效 率降低,環境污染等現象。因而,除沫器是用來減少液體夾帶損失,確保氣體純度,后續設備正常操作的設備。
除沫器可分為絲網除沫器、折流板除沫器、旋流板除沫器、 多孔材料除沫器、玻璃纖維除沫器、干填料層 除沫器。
(二)吊耳
吊耳是安裝在設備或其他吊物之上用于提升的吊點結構。
(三)塔頂吊柱
吊柱主要用于設備檢修時的閥門、塔內件、管材、保溫材料以及其它施工材料的吊裝。
(四)保溫圈與加強圈
保溫圈為塔器外部保溫材料的支承設備。通常用厚度為4~6mm,寬度為30~120mm的扁鋼水平地焊接在設備的外緣。
加強圈是為了增強塔器的剛性和穩定性而固定于塔壁的內側或外側的附件設備。
可采用角鋼、工字鋼、矩形鋼等加工制作,可以焊接在容器的外面,也可焊接在容器內。