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解讀超重力精餾設備中安全技術
點擊次數:427 發布時間:2017-07-24
超重力精餾設備包括精餾塔、再沸器和冷凝器等設備。主要設備是精餾塔,其基本功能是為氣液相提供充分接觸的機會,使傳熱和傳質過程迅速而有效地進行;并且使接觸后的氣、液兩相及時分開,互不夾帶。根據塔內氣、液接觸部件的結構形式,精餾塔可分為板式塔和填料塔兩大類型。
(一) 板式塔的結構
超重力精餾設備板式塔通常是由一個呈圓柱形殼體及沿塔高按一定的間距水平設置的若干層塔板所組成,如圖10—17所示。在操縱時,液體靠重力作用由頂部逐板向塔底排出,并在各層塔板的板面上形成活動的液層;氣體則在壓力差的推動下,由塔底向上經過均布在塔板上的開孔依次穿過各層塔板由塔頂排出。塔內以塔板作為氣液兩相接觸傳質的基本構件。
產業生產中的板式塔,常根據塔板間有無降液管溝通而分為有降液管及無降液管兩大類,用得zui多的是有降液管式的板式塔(如圖10—17所示),它主要由塔體、溢流裝置和塔板構件等組成。
(1)塔體通常為圓柱形,常用鋼板焊接而成,有時也將其分成若干塔節,塔節間用法蘭聯接。
(2)溢流裝置包括出口堰、降液管、進口堰、受液盤等部件。
1)出口堰保證氣液兩相在塔板上有充分接觸時間,塔板上必須貯有一定量的液體。為此,在塔板的出口端設有溢流堰,稱出口堰。塔板上的液層厚度或持液量很大程度上由堰高決定。生產中zui常用的是弓形堰,小塔中也有用圓形降液管升出板面一定高度作為出口堰的。
2)降液管降液管是塔板之間液流通道。也是溢流液中所夾帶氣體分離的場所。正常工作時,液體從上層塔板的降液管流出,橫向流過塔板,翻越溢流堰,進進該層塔板的降液管,流向下層板。降液管有圓形和弓形兩種,弓形降液管具有較大的降液面積,氣液分離效果好,降液能力大,因此生產上廣泛采用。
為了保證液流能順暢的流人下層塔板,并防止沉淀物堆積和堵塞液流通道,降液管與下層塔板間應有一定的間距。為了保持降液管的液封,防止氣體由下層塔進進降液管,此間距應小于出口堰高度。
3)受液盤降液管下方部分的塔板通常又稱為常駐液盤。有凹型及平型兩種,一般較大的塔采用凹型受液盤,平型則就是塔板面本身。
4)進口堰在塔徑較大的塔中,為了減少液體自降液管下方流出的水平沖擊,常設置進口堰??捎帽怃摶颛?——10mm的圓鋼直接點焊在降液管四周的塔板上而成。為保證液流暢通,進口堰與降液管間的水平間隔不應小于降液管與塔板之間距。
(3)塔板及其構件塔板是板式塔內氣、液接觸的場所,操縱時氣、液在塔板上接觸的好壞,對傳熱、傳質效率影響很大。在長期的生產實踐中,人們不斷地研究和開發出新型塔板,以改善塔板上的氣、液接觸狀況,進步板式塔的效率。目前產業生產中使用較為廣泛的塔板類型有泡罩塔板、篩孔塔板、浮閥塔板等幾種,但泡罩塔已越來越少。
(二) 超重力精餾設備板式塔的類型
(1)泡罩塔泡罩塔是隨產業蒸餾的建立而發展起來的,是應用zui早的塔型,其結構如圖10—18所示。塔板上的主要元件為泡罩,泡罩尺寸一般為80、100、150三種,可根據塔徑的大小來選擇,泡罩的底部開有齒縫,泡罩安裝在升氣管上,從下一塊塔板上升的氣體經升氣管從齒縫中吹出,升氣管的頂部應高于泡罩齒縫的上沿,以防止液體從中漏下,由于有了升氣管,泡罩塔即使在很低的氣速下操縱,也不致于產生嚴重的漏液現象。因此,該種塔運作很穩定并有完整的設計資料和部分標準。不足是結構復雜、壓降大、造價高,已逐漸被其他的塔型取代,新建塔很少再用此種塔板。
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(2)篩板塔篩板塔出現略遲于泡罩塔,與泡罩塔的差別在于取消了泡罩與升氣管,直接在板上開很多的小直徑的篩孔。操縱時,氣體高速通過小孔上升,板上的液體不能從小孔中落下,只能通過降液管流到下層板,上升蒸汽或泡點的條件使板上液層成為強烈攪動的泡沫層。篩板用不銹鋼板制成,孔的直徑約為Ф8mm。篩板塔結構簡單、造價低、生產能力大、板效率高、壓降低,隨著對其性質的深進研究,已成為應用zui廣泛的一種。
(3)浮閥塔 浮閥塔是在第二次世界大戰后開始研究。自20世紀50年代起使用的一種新型塔板。其特點是在篩板上每個篩孔處安裝一個可以上下浮動的閥體,當篩孔氣速高時,閥片被頂起而上升,氣速低時,閥片因自重而下降。閥體可隨上升氣量的變化而自動調節開度,這樣可使塔板上進進液層的氣速不至于隨氣體負荷的變化而大幅度變化,同時氣體從閥體下水平吹出加強了氣液接觸。浮閥的形式很多。其中F—1型研究和推廣較早,如圖10—19所示。分輕閥和重閥兩種,輕閥重25g,由1.5mm薄板沖壓而成;重閥重33g,由2mm薄板沖壓而成。閥孔直徑39mm,閥片有三條帶鉤的腿,插進閥孔后將其腿上的鉤扳轉90°,可防止被氣體吹走;此外,浮閥邊沿沖壓出三塊向下微彎的“腳”。當氣速低浮閥降至塔板時,靠這三只“腳”使閥片與塔板間保持2.5mm左右的間隙。
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