熱氣體由塔底進入,,與冷水在塔中鼓泡接觸傳熱,塔頂出口是被冷卻了的氣體,,塔底出口是被加熱了的水,。工業(yè)生產(chǎn)或制冷工藝過程中產(chǎn)生的廢熱,一般要用冷卻水來導(dǎo)走,。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進行熱交換,,使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。例如:火電廠內(nèi),,鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽,,推動汽輪機做功使發(fā)電機發(fā)電,經(jīng)汽輪機作功后的廢汽排入冷凝器,與冷卻水進行熱交換凝結(jié)成水,,再用水泵打回鍋爐循環(huán)使用,。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水,使水溫度升高,,挾帶廢熱的冷卻水,,在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣,從風(fēng)筒處排入大氣環(huán)境中,。 主要應(yīng)用于空調(diào)冷卻系統(tǒng),、冷凍系列、注塑,、制革,、發(fā)泡、發(fā)電,、汽輪機,、鋁型材加工、空壓機,、工業(yè)水冷卻等領(lǐng)域,,應(yīng)用最多的為空調(diào)冷卻、冷凍,、塑膠化工行業(yè),。塔底引入輕相(分散相)經(jīng)篩孔分散后,,在重相(連續(xù)相)中上升,,到上一層篩板下部聚成一層輕液,再分散,,再聚集,。分散的過程即萃取傳質(zhì)過程。塔頂和塔底分別得到萃取相和萃余相,。 篩板萃取塔由于其處理量大,、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉而被廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中,。塔內(nèi)液液兩相的流動結(jié)構(gòu)對傳質(zhì)效率有著重要影響,,同時連續(xù)相的流動結(jié)構(gòu)又與塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。萃取塔(英文名稱extraction column)又名抽提塔,,一種化學(xué)工業(yè)、石油煉制,、環(huán)境保護等工業(yè)部門常用的液-液質(zhì)量傳遞設(shè)備,。液-液萃取是質(zhì)量傳遞的一種方式,將混合物溶液中某一種或幾種化合物組分,,用另外一種液體(稱作溶劑,,與混合物溶液的溶劑互不相溶)將其提取出來,使其得到分離,、富集,、提純。這種過程稱作萃取,、抽提,、液-液萃取,溶劑萃取過程,。所采用的設(shè)備叫做萃取器,,有一次和多次萃取,有間隙和連續(xù)萃取過程之分,,連續(xù)多次萃取采用的萃取器是一種塔式設(shè)備,,稱為萃取塔。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是利用重力或機械作用使一種液體破碎成液滴,,分散在另一連續(xù)液體中,,進行液-液萃取。 萃取設(shè)備種類很多,,填料萃取塔是應(yīng)用最廣泛的萃取設(shè)備之一,。它不僅具有結(jié)構(gòu)簡單,便于制造和安裝等優(yōu)點,,而且由于新刮填料的開發(fā),,使填料萃取塔的處理能力大幅度提高,傳質(zhì)效率有所改善;因此近年來填料萃取塔的研究和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展,。但是由子液液萃取過程兩相密度差小,,連續(xù)相粘度較大,、兩相軸向返混嚴重,、界面現(xiàn)象復(fù)雜。 影響萃取過程的因素非常多,,而其中很多因素尚末被充分理解,。大多數(shù)可用的數(shù)據(jù)是在小吧實驗設(shè)備中測量的,通常實驗設(shè)備只有幾英寸直徑和幾英尺高,。因而,,所得關(guān)系式只能用干粗略的估算,設(shè)計時也應(yīng)留有充分的余地”,。與梢餾和吸收等氣液傳質(zhì)過程相比,,填料萃取塔的設(shè)計具有一些不同的特點。被吸收的混合氣由塔底進入,,吸收液從塔頂噴淋而下,,液體與氣體在填料表面進行氣-液傳質(zhì)。 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,,以防被上升氣流吹動。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。 當液體沿填料層向下流動時,,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,,當填料層較高時,,需要進行分段,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)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。 填料塔也有一些不足之處,,如填料造價高;當液體負荷較小時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)線進料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。 利用塔內(nèi)填料,,以增加吸收劑(植物油或礦物油)與尾氣接觸面積的溶劑回收設(shè)備,。通過氣液接觸進行的一種氣液交換設(shè)備。 填料塔由填料,、塔內(nèi)件及筒體構(gòu)成。填料分規(guī)整填料和散裝填料兩大類,。塔內(nèi)件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及氣體分布裝置等,。與板式塔相比,新型的填料塔性能具有如下特點:生產(chǎn)能力大,、分離效率高,、壓力降小、操作彈性大,、持液量小等優(yōu)點,。利用曲軸,,使中心軸上的篩板做上下往復(fù)運動,,促進液體在篩孔噴射引起分散混合,進行接觸傳質(zhì),。 利用轉(zhuǎn)盤的機械回轉(zhuǎn),帶動連續(xù)相和分散相一起轉(zhuǎn)動,,增加相際接觸面積,,強化萃取傳質(zhì)過程。 板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備,,它主要由圓柱形殼體、塔板,、溢流堰,、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。 操作時,,塔內(nèi)液體依靠重力作用,,由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤,,然后橫向流過塔板,從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板,。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層,。氣體則在壓力差的推動下,自下而上穿過各層塔板的氣體通道(泡罩,、篩孔或浮閥等),,分散成小股氣流,鼓泡通過各層塔板的液層,。在塔板上,,氣液兩相密切接觸,進行熱量和質(zhì)量的交換,。在板式塔中,,氣液兩相逐級接觸,兩相的組成沿塔高呈階梯式變化,,在正常操作下,,液相為連續(xù)相,氣相為分散相,。 一般而論,,板式塔的空塔速度較高,因而生產(chǎn)能力較大,,塔板效率穩(wěn)定,,操作彈性大,且造價低,,檢修,、清洗方便,故工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛,。 通常用來使蒸氣(或氣體)與液體密切接觸以促進其相互間的傳質(zhì)作用。塔內(nèi)裝有多層水平塔板,,板上有若干個供蒸氣(或氣體)通過的短管,,其上各覆蓋底緣有齒縫或小槽的泡罩,并裝有溢流管,。操作時,,液體由塔的上部連續(xù)進入,經(jīng)溢流管逐板下降,,并在各板上積存液層,,形成液封;蒸汽(或氣體)則由塔底進入,,經(jīng)由泡罩底緣上的齒縫或小槽分散成為小氣泡,,與液體充分接觸,,并穿過液層而達液面,然后升入上一層塔板,。短管裝在塔內(nèi)的,,稱內(nèi)溢流式;也有裝在塔外的,,稱外溢流式,。泡罩塔廣泛用于精餾和氣體吸收。 泡罩塔板的優(yōu)點是操作彈性較大,,塔板不易堵塞,;缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高,,板上液層厚,,塔板壓降大,生產(chǎn)能力及板效率較低,。泡罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代,,在新建塔設(shè)備中已很少采用,。 洗滌塔與精餾塔類似,,由塔體,,塔板,再沸器,,冷凝器組成,。由于洗滌塔是進行粗分離的設(shè)備,所以塔板數(shù)量一般較少,,通常不會超過十級,。洗滌塔適用于含有少量粉塵的混合氣體分離,各組分不會發(fā)生反應(yīng),,且產(chǎn)物應(yīng)容易液化,,粉塵等雜質(zhì)(也可以稱之為高沸物)不易液化或凝固。當混合氣從洗滌塔中部通入洗滌塔,,由于塔板間存在產(chǎn)物組分液體,,產(chǎn)物組分氣體液化的同時蒸發(fā)部分,而雜質(zhì)由于不能被液化或凝固,,當通過有液體存在的塔板時將會被產(chǎn)物組分液體固定下來,,產(chǎn)生洗滌作用,洗滌塔就是根據(jù)這一原理設(shè)計和制造的,。 1)水洗式廢氣處理系統(tǒng),,價格便宜,、處理方法簡單 2)直立式結(jié)構(gòu)最適用于經(jīng)濟空間安裝 塔內(nèi)放油一定量的聚乙烯球形填料,,氣速達到一定值時,,小球懸浮并劇烈翻騰旋轉(zhuǎn)和相互碰撞,達到傳質(zhì)和除塵的效果,。 湍球除塵塔采用了先進的氣體動力學(xué)“流態(tài)化理論”和“流化床流化技術(shù)”進行設(shè)計,,同時采用液膜技術(shù)、紊流技術(shù),、流化技術(shù),、動力吸收技術(shù)、高效除塵技術(shù),、高效除濕技術(shù),,集多種技術(shù)為一體,表現(xiàn)出了優(yōu)越的技術(shù)性能,。它克服了傳統(tǒng)塔器易結(jié)垢,、易堵塞、脫硫效率低,、運行不穩(wěn)定,、運行費用高等缺點,同時把液氣比降至最低1~3L/m3,,把運行費用也降至到最低,,是目前西方國家推出的第三代主流除塵設(shè)備。如果將蒸氣凝成的液體重新蒸餾,,即又進行一次氣液平衡,再度產(chǎn)生的蒸氣中,,所含的易揮發(fā)物質(zhì)組分又有增高,,同樣,將此蒸氣再經(jīng)冷凝而得到的液體中,,易揮發(fā)物質(zhì)的組成當然更高,,這樣我們可以利用一連串的有系統(tǒng)的重復(fù)蒸餾,最后能得到接近純組分的兩種液體,。應(yīng)用這樣反復(fù)多次的簡單蒸餾,,雖然可以得到接近純組分的兩種液體,但是這樣做既浪費時間,,且在重復(fù)多次蒸餾操作中的損失又很大,,設(shè)備復(fù)雜,所以,,通常是利用分餾柱進行多次氣化和冷凝,,這就是分餾,。而分餾塔就是對混合揮發(fā)液體(例如石油)進行分餾的一種化工設(shè)備。 在有限的空間內(nèi),,盡可能的增大液相混合物的熱交換面積,,一般用于精餾分餾的混合物為有機共沸物,共沸物從反應(yīng)釜內(nèi)首先受熱上升至分餾段,,沸點低的繼續(xù)上升,,因為塔頂在受到低沸點物的傳熱后溫度和低沸點物一致,所以低沸點物被分餾出來,,而較高沸點物因為沒有達到相應(yīng)的沸點,,故會受冷卻后回流至反應(yīng)釜內(nèi)或分餾柱下半部分,待低沸點物被完全餾出后,,較高沸點物相繼被分餾,,然后是高沸點物的餾出,最后反應(yīng)釜底部是殘渣,。構(gòu)造: 液-液-固連續(xù)萃取塔的構(gòu)造主機示意圖 它由帶有水平靜環(huán)擋板垂直的筒體構(gòu)成。靜環(huán)擋板為中心開孔的平板,,靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室,。萃取室中心有一動環(huán),動環(huán)的直徑略小于靜環(huán)擋板的開孔直徑,,一系列的動環(huán)平行的安裝在轉(zhuǎn)軸上,這樣,,動環(huán)和軸可以方便的裝入塔內(nèi),。中間兩副法蘭之間是混合段,液-液傳質(zhì)過程主要是在這里完成,。中間上法蘭至頂板部分為上分離段,,用于澄清輕液;中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段,,用于澄清重液,。在混合段上方和下方裝有大孔篩板,重相從篩板下方進入塔內(nèi),,輕相則從篩板上方進入塔內(nèi),,篩板的作用是減少液體的攪動,以增強澄清段的分相效果,。 和其它塔式萃取設(shè)備一樣,,工作時輕相和重相分別由塔下部和塔上部進入轉(zhuǎn)盤塔,在塔內(nèi)兩相逆流接觸,,在轉(zhuǎn)盤的作用下,,分散相形成小液滴,,增加兩液間的傳質(zhì)面積,完成萃取過程的輕相和重相再分別由輕液出口和重液出口流出,。 萃取塔萃取過程是利用在兩個不相混溶的液相中各種組分(包括目的產(chǎn)物)溶解度不同,。從而達到分離的目的。它是分離液體混合物常用的單元操作,,在發(fā)酵和生物工程生產(chǎn)上的應(yīng)用相當廣泛,,它不僅可以提取和增濃產(chǎn)物,還可以除掉部分其他類似的物質(zhì),,使產(chǎn)物獲得初步純化,。微信號|shsbjwxzwh 石化設(shè)備檢維修專委會 素材來源:中國化工學(xué)會石化設(shè)備檢維修專業(yè)委員會整理
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