1. 塔(ta)的分類
①. 蒸餾(liu)(精餾(liu)或(huo)分(fen)餾(liu))塔(Distillation Column)(圖6-72)
蒸餾塔(ta)(ta)的功用是將多(duo)成分(fen)系的原料經過加(jia)熱(re)后(hou),以塔(ta)(ta)中央的下面適當(dang)位置為進(jin)(jin)料層,進(jin)(jin)行蒸餾或精(jing)餾,因此稱為蒸餾塔(ta)(ta)(Distillation Column)、精(jing)餾塔(ta)(ta)(Rectification Tower)、分(fen)餾塔(ta)(ta)(FractionatingTower)、蒸發塔(ta)(ta)(Evaporator Tower)、穩定塔(ta)(ta)(Stabilizer Column)、汽提塔(ta)(ta)(Stripper)等(deng)。
②. 反應(ying)塔(ta)(React Ion Tower)
蒸(zheng)餾塔(ta)的(de)功能是將含(han)多成(cheng)分的(de)原料(liao),依物理的(de)方法利用各(ge)成(cheng)分不同(tong)的(de)沸(fei)點(dian)(Boiling Point)進行(xing)分離各(ge)種物質的(de)作業。反(fan)應塔(ta)的(de)功能則相反(fan),反(fan)應塔(ta)內所要進行(xing)的(de)是化學(xue)反(fan)應(如分解結(jie)合(he)、聚合(he)等),其內部構造依反(fan)應的(de)種類、條(tiao)件而異,外(wai)觀與蒸(zheng)餾塔(ta)相同(tong),均為豎立圓筒形,塔(ta)身(shen)的(de)長度大(da)致(zhi)上均比(bi)直徑大(da),為細(xi)長形的(de)塔(ta)。
③. 萃取塔(Extraction Tower)
萃取(qu)(qu)塔的功能(neng)是將原料中所(suo)含的一部(bu)分(fen)成分(fen)利用(yong)萃取(qu)(qu)劑(Extracting Reagent)(液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)、固體(ti)(ti)(ti))提(ti)取(qu)(qu)(吸附(fu))分(fen)離的方法,一般液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)原料采用(yong)液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)萃取(qu)(qu)劑來(lai)提(ti)取(qu)(qu)的比較多,也有(you)液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)固體(ti)(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)固體(ti)(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)液(ye)(ye)體(ti)(ti)(ti)等各種情形的萃取(qu)(qu)方法。
④. 吸收(shou)塔(Absorption Tower)
吸收(shou)塔的功能是在塔內進行液體(ti)吸收(shou)氣體(ti)的操作,為了使氣體(ti)與液體(ti)有(you)良好(hao)的接(jie)觸,其(qi)流向[并流(Cocurrent Current)、逆(ni)流(Counter Cur-rent)(或稱對流)]、裝填(tian)位(wei)置(zhi)以及(ji)內部構造(如(ru)架層、填(tian)充(chong)物(wu))等設計(ji)都要經過周密安(an)排(如(ru)溫度、壓力(li)、流速等條件(jian)),才能在操作上發揮最高效能。
⑤. 洗滌塔(Washing Tower)
洗(xi)滌(di)塔是屬于吸(xi)附和吸(xi)收的一種。這(zhe)種操作往往是被吸(xi)收物(wu)(wu)(wu)的量較少,被吸(xi)收的物(wu)(wu)(wu)質(zhi)一般不是目(mu)的物(wu)(wu)(wu),非吸(xi)收物(wu)(wu)(wu)質(zhi)是目(mu)的物(wu)(wu)(wu)的情況比較多,洗(xi)滌(di)塔也稱為捕集(ji)器(qi)(Scrubber)。
2. 塔(ta)管道(dao)設計的特點
塔管(guan)道設計(ji)的特點詳細講述見《工(gong)業管(guan)道配管(guan)設計(ji)與工(gong)程應用(yong)》一書。
①. 常見(jian)的(de)塔(ta)(ta)有板式塔(ta)(ta)和填料塔(ta)(ta)。板式塔(ta)(ta)處(chu)理量大、抗(kang)堵性強、價格(ge)低,填料塔(ta)(ta)效率高、阻力(li)降(jiang)小。在許多(duo)情況(kuang)下,這兩種塔(ta)(ta)型均(jun)可以采(cai)用。
②. 塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)布(bu)置(zhi)(zhi)一般有(you)高度(du)要求(qiu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)進料管(guan)設(she)置(zhi)(zhi)流量(liang)控制閥(fa),切斷閥(fa)之前(qian)設(she)置(zhi)(zhi)取(qu)樣閥(fa)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)設(she)置(zhi)(zhi)就地液(ye)(ye)位計(ji),按(an)需設(she)置(zhi)(zhi)液(ye)(ye)位控制計(ji)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)需設(she)置(zhi)(zhi)溫度(du)和壓(ya)(ya)(ya)力檢測點(dian)。按(an)需在塔(ta)(ta)(ta)(ta)中部(bu)設(she)置(zhi)(zhi)溫度(du)、壓(ya)(ya)(ya)力檢測點(dian)和取(qu)樣點(dian)。溫度(du)計(ji)管(guan)口(kou)設(she)在塔(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)的(de)液(ye)(ye)相(xiang)區,溫度(du)計(ji)套管(guan)應(ying)與液(ye)(ye)體(ti)接觸。壓(ya)(ya)(ya)力計(ji)管(guan)口(kou)設(she)在塔(ta)(ta)(ta)(ta)板(ban)下的(de)汽相(xiang)區。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂和塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)之間設(she)置(zhi)(zhi)壓(ya)(ya)(ya)差檢測點(dian)的(de),壓(ya)(ya)(ya)差管(guan)口(kou)開在氣相(xiang)區。有(you)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力管(guan)道設(she)計(ji)人員將(jiang)管(guan)口(kou)位置(zhi)(zhi)設(she)計(ji)錯(cuo)誤,造成設(she)計(ji)返工或無法修(xiu)改(gai)。
③. 由于操作及分(fen)離的(de)(de)需要,塔(ta)(ta)的(de)(de)進(jin)(jin)料口(kou)可以有(you)(you)一(yi)個,也可以有(you)(you)多(duo)(duo)個,應根據組分(fen)、溫(wen)度(du)等的(de)(de)不同(tong),分(fen)別進(jin)(jin)入不同(tong)的(de)(de)塔(ta)(ta)盤。設有(you)(you)多(duo)(duo)個進(jin)(jin)料口(kou)的(de)(de)塔(ta)(ta),每個進(jin)(jin)料口(kou)均應設置切斷(duan)閥,對(dui)同(tong)一(yi)產品有(you)(you)多(duo)(duo)個抽出口(kou)的(de)(de)塔(ta)(ta),各抽出口(kou)均應設置切斷(duan)閥。
精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)進料(liao)位置在下(xia)部(bu)或(huo)中部(bu),而(er)汽提塔(ta)(ta)(ta)(ta)在頂(ding)(ding)(ding)部(bu)。精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)常有(you)(you)塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)、塔(ta)(ta)(ta)(ta)底及側線采出等兩個或(huo)兩個以上(shang)的(de)產(chan)品,而(er)汽提塔(ta)(ta)(ta)(ta)一般(ban)僅對塔(ta)(ta)(ta)(ta)底流(liu)出物(wu)有(you)(you)純度要求(qiu)。采出的(de)產(chan)品應加閥。精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)設回流(liu)罐、回流(liu)泵。側線一般(ban)采液相,靠(kao)重力采出。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液相可(ke)靠(kao)自(zi)身壓(ya)力壓(ya)出,也可(ke)用泵抽出。精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)要有(you)(you)再(zai)沸(fei)器、冷凝(ning)器,甚至有(you)(you)中間(jian)(jian)再(zai)沸(fei)器或(huo)中間(jian)(jian)冷凝(ning)器。塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾出線上(shang)一般(ban)不設閥門,直接接往塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)冷凝(ning)器。
④. 有(you)結(jie)焦、堵塞等(deng)現象的(de)(de)再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi),應設置(zhi)備(bei)用再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)入(ru)(ru)口(kou)可由塔(ta)的(de)(de)一(yi)根總管(guan)引(yin)出(chu)(chu),然(ran)后分支。互(hu)為(wei)備(bei)用的(de)(de)再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)進出(chu)(chu)管(guan)道(dao)(dao)都要(yao)設切(qie)斷(duan)閥及“8”字盲(mang)板(ban),以便于切(qie)換。在再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)出(chu)(chu)口(kou)到(dao)“8”字盲(mang)板(ban)間,還應設置(zhi)安全(quan)閥,以防再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)備(bei)用時加熱(re)(re)介質漏入(ru)(ru)引(yin)起汽(qi)化超壓。再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)入(ru)(ru)口(kou)為(wei)液相,出(chu)(chu)口(kou)為(wei)混相或氣(qi)相,所以返回(hui)管(guan)道(dao)(dao)管(guan)徑一(yi)般比入(ru)(ru)口(kou)管(guan)道(dao)(dao)至少(shao)大一(yi)個(ge)等(deng)級(ji)。臥式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)常設兩個(ge)出(chu)(chu)口(kou),管(guan)口(kou)對稱(cheng)布置(zhi)。熱(re)(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)進出(chu)(chu)口(kou)一(yi)般不設控制閥。再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)強制循(xun)環(huan)及側(ce)線再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)控制采出(chu)(chu)的(de)(de)入(ru)(ru)口(kou)管(guan)道(dao)(dao)除外。熱(re)(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)與(yu)塔(ta)之間有(you)相對安裝高(gao)(gao)度要(yao)求。塔(ta)釜正常操作時的(de)(de)液面(mian)與(yu)立式(shi)熱(re)(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)上管(guan)板(ban)同高(gao)(gao)或高(gao)(gao)出(chu)(chu)25~40mm。
⑤. 在(zai)塔的(de)頂(ding)(ding)、底及(ji)不同(tong)的(de)區(qu)段,根據需要測量塔的(de)溫度、壓(ya)力、壓(ya)差及(ji)關鍵組分的(de)純度等,要保(bao)證(zheng)壓(ya)力計口(kou)在(zai)塔盤下的(de)氣相區(qu),而(er)溫度計口(kou)放在(zai)塔板上的(de)液相區(qu)。為了避(bi)免塔被超壓(ya)損壞,塔頂(ding)(ding)餾出管道上應(ying)設安全(quan)閥。這個(ge)安全(quan)閥可設在(zai)塔頂(ding)(ding)或塔頂(ding)(ding)汽(qi)相餾出物管道上,也可設在(zai)回流(liu)罐(guan)上。回流(liu)罐(guan)要設壓(ya)控(kong)閥,由塔頂(ding)(ding)或塔釜壓(ya)力控(kong)制。
⑥. 再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)有(you)釜(fu)(fu)(fu)式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)、熱虹吸式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)和(he)(he)強(qiang)制循(xun)環再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)等,強(qiang)制循(xun)環再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)用(yong)于黏度(du)大或熱敏物料。還(huan)可分為(wei)蒸(zheng)汽加(jia)熱再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)和(he)(he)液體加(jia)熱再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)。按布置(zhi)(zhi)方向不同,分為(wei)立(li)式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)和(he)(he)臥式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)與塔釜(fu)(fu)(fu)的(de)連接管(guan)(guan)道應盡量(liang)短,升汽管(guan)(guan)不允許有(you)袋形。當塔底產品(pin)需用(yong)泵(beng)抽(chou)出(chu)時,釜(fu)(fu)(fu)式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)的(de)高度(du)必須滿足泵(beng)吸入高度(du)的(de)要(yao)求。強(qiang)制循(xun)環再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)塔釜(fu)(fu)(fu)的(de)安裝高度(du)應滿足循(xun)環泵(beng)的(de)吸入高度(du)要(yao)求。臥式(shi)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)常(chang)有(you)兩個(ge)出(chu)口,管(guan)(guan)道最好(hao)對稱布置(zhi)(zhi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)器(qi)殼層設置(zhi)(zhi)排氣閥(fa)和(he)(he)排凈閥(fa)。下(xia)部循(xun)環管(guan)(guan)道最低處設置(zhi)(zhi)排凈閥(fa)。加(jia)熱蒸(zheng)汽進氣管(guan)(guan)切斷上游設置(zhi)(zhi)安全閥(fa)。