1. 塔的分類
①. 蒸餾(精(jing)餾或分餾)塔(Distillation Column)(圖6-72)
蒸(zheng)餾(liu)(liu)(liu)(liu)塔的(de)功用是將多成分系(xi)的(de)原料經過加熱(re)后,以塔中央(yang)的(de)下(xia)面(mian)適當位置(zhi)為進料層,進行蒸(zheng)餾(liu)(liu)(liu)(liu)或精餾(liu)(liu)(liu)(liu),因此稱為蒸(zheng)餾(liu)(liu)(liu)(liu)塔(Distillation Column)、精餾(liu)(liu)(liu)(liu)塔(Rectification Tower)、分餾(liu)(liu)(liu)(liu)塔(FractionatingTower)、蒸(zheng)發塔(Evaporator Tower)、穩(wen)定(ding)塔(Stabilizer Column)、汽提塔(Stripper)等。
②. 反應塔(React Ion Tower)
蒸餾(liu)塔(ta)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)是(shi)將含多成(cheng)分(fen)的(de)(de)原料,依(yi)物(wu)理的(de)(de)方(fang)法(fa)利用各成(cheng)分(fen)不同的(de)(de)沸點(Boiling Point)進(jin)行(xing)分(fen)離各種(zhong)物(wu)質的(de)(de)作業。反應塔(ta)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)則相反,反應塔(ta)內所要(yao)進(jin)行(xing)的(de)(de)是(shi)化學(xue)反應(如(ru)分(fen)解結合(he)、聚(ju)合(he)等),其內部構造依(yi)反應的(de)(de)種(zhong)類、條件而異,外觀與(yu)蒸餾(liu)塔(ta)相同,均為豎立(li)圓筒形,塔(ta)身的(de)(de)長(chang)(chang)度大致(zhi)上均比直徑大,為細長(chang)(chang)形的(de)(de)塔(ta)。
③. 萃(cui)取塔(ta)(Extraction Tower)
萃(cui)取(qu)(qu)塔(ta)的功能是將(jiang)原料中所含的一(yi)部分成分利用萃(cui)取(qu)(qu)劑(ji)(Extracting Reagent)(液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)、固體(ti)(ti))提取(qu)(qu)(吸附)分離的方法,一(yi)般液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)原料采用液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)萃(cui)取(qu)(qu)劑(ji)來提取(qu)(qu)的比較多,也有(you)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)與(yu)固體(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)與(yu)固體(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)與(yu)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)等各種(zhong)情形的萃(cui)取(qu)(qu)方法。
④. 吸收塔(Absorption Tower)
吸收塔的功(gong)能(neng)是(shi)在(zai)塔內進行(xing)液體(ti)吸收氣體(ti)的操作,為了使氣體(ti)與液體(ti)有良(liang)好的接(jie)觸,其流向[并流(Cocurrent Current)、逆(ni)流(Counter Cur-rent)(或(huo)稱對流)]、裝填(tian)位置以及內部(bu)構(gou)造(如(ru)架層、填(tian)充物)等設(she)計都要經過周密安排(pai)(如(ru)溫(wen)度(du)、壓力、流速(su)等條件),才能(neng)在(zai)操作上(shang)發揮最高效能(neng)。
⑤. 洗滌塔(ta)(Washing Tower)
洗(xi)滌塔是(shi)屬(shu)于吸(xi)附和吸(xi)收(shou)的(de)一種。這種操作往(wang)往(wang)是(shi)被吸(xi)收(shou)物(wu)的(de)量較少,被吸(xi)收(shou)的(de)物(wu)質一般(ban)不是(shi)目的(de)物(wu),非吸(xi)收(shou)物(wu)質是(shi)目的(de)物(wu)的(de)情(qing)況(kuang)比較多,洗(xi)滌塔也稱(cheng)為捕集器(Scrubber)。

2. 塔管道(dao)設計的特(te)點
塔管道設計(ji)的(de)特點詳細講(jiang)述見《工業(ye)管道配管設計(ji)與工程應用》一書(shu)。
①. 常見(jian)的塔有(you)板式塔和填(tian)料塔。板式塔處理量大、抗堵性強、價格低,填(tian)料塔效率高(gao)、阻力(li)降小。在許(xu)多情況下,這兩種塔型均可以采(cai)用。
②. 塔(ta)(ta)(ta)的(de)布置(zhi)(zhi)一般(ban)有高度要求。塔(ta)(ta)(ta)進料管(guan)(guan)設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)流(liu)量(liang)控制閥,切(qie)斷閥之(zhi)前設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)取樣(yang)閥。塔(ta)(ta)(ta)釜設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)就地液(ye)位(wei)計(ji),按需設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)液(ye)位(wei)控制計(ji)。塔(ta)(ta)(ta)頂和(he)塔(ta)(ta)(ta)釜需設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度和(he)壓力檢(jian)測點(dian)。按需在塔(ta)(ta)(ta)中部(bu)設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度、壓力檢(jian)測點(dian)和(he)取樣(yang)點(dian)。溫(wen)(wen)度計(ji)管(guan)(guan)口設(she)(she)(she)(she)在塔(ta)(ta)(ta)板的(de)液(ye)相(xiang)區,溫(wen)(wen)度計(ji)套管(guan)(guan)應與液(ye)體接觸。壓力計(ji)管(guan)(guan)口設(she)(she)(she)(she)在塔(ta)(ta)(ta)板下的(de)汽相(xiang)區。塔(ta)(ta)(ta)頂和(he)塔(ta)(ta)(ta)釜之(zhi)間設(she)(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)壓差檢(jian)測點(dian)的(de),壓差管(guan)(guan)口開在氣相(xiang)區。有的(de)壓力管(guan)(guan)道(dao)設(she)(she)(she)(she)計(ji)人員將管(guan)(guan)口位(wei)置(zhi)(zhi)設(she)(she)(she)(she)計(ji)錯誤,造成(cheng)設(she)(she)(she)(she)計(ji)返工或無(wu)法修改。
③. 由于(yu)操作(zuo)及分(fen)離(li)的(de)需要,塔(ta)的(de)進(jin)料(liao)口(kou)可(ke)以(yi)有一個(ge),也可(ke)以(yi)有多(duo)個(ge),應(ying)根據組(zu)分(fen)、溫度(du)等(deng)的(de)不同,分(fen)別進(jin)入不同的(de)塔(ta)盤。設(she)有多(duo)個(ge)進(jin)料(liao)口(kou)的(de)塔(ta),每個(ge)進(jin)料(liao)口(kou)均(jun)應(ying)設(she)置切(qie)斷(duan)閥,對(dui)同一產品有多(duo)個(ge)抽出(chu)口(kou)的(de)塔(ta),各抽出(chu)口(kou)均(jun)應(ying)設(she)置切(qie)斷(duan)閥。
精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)進料(liao)位置(zhi)在(zai)下部(bu)或中部(bu),而汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)在(zai)頂(ding)(ding)(ding)部(bu)。精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)常有(you)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)、塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)底(di)及(ji)側線(xian)(xian)采(cai)出(chu)(chu)等兩個或兩個以上的產(chan)品,而汽提(ti)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)一(yi)般僅對塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)底(di)流出(chu)(chu)物(wu)有(you)純度要求。采(cai)出(chu)(chu)的產(chan)品應加閥(fa)。精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)設回流罐、回流泵(beng)。側線(xian)(xian)一(yi)般采(cai)液(ye)相,靠(kao)重力采(cai)出(chu)(chu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜液(ye)相可(ke)靠(kao)自身壓(ya)力壓(ya)出(chu)(chu),也可(ke)用泵(beng)抽出(chu)(chu)。精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)要有(you)再沸(fei)(fei)器(qi)(qi)、冷凝器(qi)(qi),甚(shen)至有(you)中間再沸(fei)(fei)器(qi)(qi)或中間冷凝器(qi)(qi)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)餾(liu)出(chu)(chu)線(xian)(xian)上一(yi)般不設閥(fa)門,直接(jie)(jie)接(jie)(jie)往塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)(ding)(ding)冷凝器(qi)(qi)。
④. 有結焦、堵(du)塞等現(xian)象的(de)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi),應設置備(bei)用再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)入(ru)(ru)口(kou)(kou)(kou)可由塔(ta)的(de)一(yi)根(gen)總管引(yin)(yin)出(chu)(chu),然(ran)后分支。互(hu)為(wei)備(bei)用的(de)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)進出(chu)(chu)管道都要(yao)設切(qie)斷閥(fa)及“8”字盲板(ban),以(yi)(yi)便于切(qie)換。在(zai)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)出(chu)(chu)口(kou)(kou)(kou)到“8”字盲板(ban)間,還應設置安(an)全閥(fa),以(yi)(yi)防再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)備(bei)用時(shi)加熱(re)介質漏入(ru)(ru)引(yin)(yin)起汽化(hua)超(chao)壓。再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)入(ru)(ru)口(kou)(kou)(kou)為(wei)液相(xiang),出(chu)(chu)口(kou)(kou)(kou)為(wei)混相(xiang)或氣(qi)相(xiang),所以(yi)(yi)返回(hui)管道管徑一(yi)般(ban)比入(ru)(ru)口(kou)(kou)(kou)管道至少大一(yi)個(ge)等級。臥式再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)常設兩(liang)個(ge)出(chu)(chu)口(kou)(kou)(kou),管口(kou)(kou)(kou)對稱布(bu)置。熱(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)進出(chu)(chu)口(kou)(kou)(kou)一(yi)般(ban)不設控制(zhi)閥(fa)。再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)強(qiang)制(zhi)循環及側(ce)線再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)控制(zhi)采出(chu)(chu)的(de)入(ru)(ru)口(kou)(kou)(kou)管道除外(wai)。熱(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)與塔(ta)之間有相(xiang)對安(an)裝高(gao)度要(yao)求(qiu)。塔(ta)釜正常操(cao)作時(shi)的(de)液面與立式熱(re)虹吸再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)器(qi)的(de)上管板(ban)同高(gao)或高(gao)出(chu)(chu)25~40mm。
⑤. 在塔(ta)(ta)的(de)頂(ding)、底及(ji)(ji)不同的(de)區段,根據需要(yao)測量塔(ta)(ta)的(de)溫度(du)、壓(ya)力(li)、壓(ya)差及(ji)(ji)關鍵組分(fen)的(de)純(chun)度(du)等,要(yao)保(bao)證(zheng)壓(ya)力(li)計(ji)口在塔(ta)(ta)盤下的(de)氣相區,而溫度(du)計(ji)口放(fang)在塔(ta)(ta)板上(shang)的(de)液相區。為了避免塔(ta)(ta)被超壓(ya)損壞,塔(ta)(ta)頂(ding)餾出(chu)管道(dao)上(shang)應設安(an)全閥。這個(ge)安(an)全閥可(ke)設在塔(ta)(ta)頂(ding)或塔(ta)(ta)頂(ding)汽相餾出(chu)物管道(dao)上(shang),也可(ke)設在回(hui)流罐上(shang)。回(hui)流罐要(yao)設壓(ya)控閥,由塔(ta)(ta)頂(ding)或塔(ta)(ta)釜(fu)壓(ya)力(li)控制。
⑥. 再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)有釜(fu)式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)、熱(re)(re)虹(hong)吸式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)和(he)強制(zhi)循環再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)等,強制(zhi)循環再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)用(yong)(yong)于黏(nian)度(du)(du)大或熱(re)(re)敏物料。還可分為(wei)蒸汽(qi)加熱(re)(re)再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)和(he)液體加熱(re)(re)再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)。按布置(zhi)方向不(bu)同,分為(wei)立式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)和(he)臥(wo)式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)與塔(ta)釜(fu)的連接管(guan)道應盡量(liang)短,升汽(qi)管(guan)不(bu)允許有袋形。當塔(ta)底(di)產品需用(yong)(yong)泵(beng)抽(chou)出時,釜(fu)式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)的高(gao)(gao)度(du)(du)必(bi)須(xu)滿(man)足泵(beng)吸入(ru)高(gao)(gao)度(du)(du)的要求(qiu)。強制(zhi)循環再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)塔(ta)釜(fu)的安(an)裝高(gao)(gao)度(du)(du)應滿(man)足循環泵(beng)的吸入(ru)高(gao)(gao)度(du)(du)要求(qiu)。臥(wo)式再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)常有兩(liang)個(ge)出口(kou),管(guan)道最(zui)好對(dui)稱布置(zhi)。再(zai)(zai)(zai)(zai)沸(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)器(qi)(qi)殼層設置(zhi)排氣閥(fa)和(he)排凈閥(fa)。下部循環管(guan)道最(zui)低處設置(zhi)排凈閥(fa)。加熱(re)(re)蒸汽(qi)進氣管(guan)切斷上游設置(zhi)安(an)全閥(fa)。

