2017年造價(jià)工程師安裝計(jì)量講義：塔器

　　【摘要】2016年造價(jià)工程師考試已成定局，新一輪的造價(jià)師備考馬上就要開始了，造價(jià)師考試并不難，找到適合的復(fù)習(xí)方法并付出努力，拿到造價(jià)工程師考試證書很easy!!!小編整理：2017年造價(jià)工程師安裝計(jì)量講義：塔器，希望對大家有所幫助!

　　四、塔器

　　塔設(shè)備是化工、石油工業(yè)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備。用以實(shí)現(xiàn)蒸餾和吸收兩種分離操作的塔設(shè)備分別稱為蒸餾塔和吸收塔。這類塔設(shè)備的基本功能是提供氣、液兩相充分接觸的機(jī)會(huì)，使傳質(zhì)、傳熱兩種過程能夠迅速有效地進(jìn)行，還要求能使接觸之后的氣、液兩相及時(shí)分開，互不夾帶。

　　(一)塔設(shè)備分類及性能

　　根據(jù)塔內(nèi)氣、液接觸部件的結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類：板式塔與填料塔。

　　1.板式塔

　　按照塔內(nèi)氣、液流動(dòng)方式，可將塔板分為錯(cuò)流塔板與逆流塔板兩類。

　　常用的板式塔有泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌形噴射塔以及一些新型塔和復(fù)合型塔(如浮動(dòng)噴射塔、浮舌塔、壓延金屬網(wǎng)板塔、多降液管篩板塔等)

　　(1)泡罩塔。是較早為工業(yè)蒸餾操作所采用的一種氣—液傳質(zhì)設(shè)備。每層塔板上裝有若干短管作為上升氣體通道，稱為升氣管。由于升氣管高出液面，故板上液體不會(huì)從中漏下。升氣管上覆以泡罩，泡罩下部周邊開有許多齒縫。在操作條件下，齒縫浸沒在板上液層中，形成液封。上升氣體通過齒縫被分散成細(xì)小的氣泡或流股進(jìn)入液層。板上的鼓泡液層或充氣的泡沫體為氣、液兩相提供了較大的傳質(zhì)界面。液體通過降液管流下，并依靠溢流堰以保證塔板上存有一定厚度的液層。

　　泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)是不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，即當(dāng)氣、液負(fù)荷有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能維持幾乎恒定的板效率;塔板不易堵塞，對于各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價(jià)高;板上液層厚，氣體流徑曲折，塔板壓降大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象較嚴(yán)重，限制了氣速的提高，故生產(chǎn)能力不大;且板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分布不均，也影響了板效率的提高。

　　(2)篩板塔。是在塔板上開有許多均勻分布的篩孔，上升氣流通過篩孔分散成細(xì)小的流股，在板上液層中鼓泡而出，與液體密切接觸。篩孔在塔板上做正三角形排列，其直徑宜為3～8mm，孔心距與孔徑之比常在2.5～4.0范圍內(nèi)。塔板上設(shè)置溢流堰，以使板上維持一定濃度的液層。在正常操作范圍內(nèi)，通過篩孔上升的氣流，應(yīng)能阻止液體經(jīng)篩孔向下泄漏。液體應(yīng)通過降液管逐板流下。

　　篩板塔的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，造價(jià)低廉;氣體壓降小，板上液面落差也較小，其生產(chǎn)能力及板效率較泡罩塔高。主要缺點(diǎn)是操作彈性范圍較窄，小孔篩板易堵塞。

　　(3)浮閥塔。是國內(nèi)許多工廠進(jìn)行蒸餾操作時(shí)最樂于采用的一種塔型。在吸收、脫吸等操作中也有應(yīng)用，效果較好。浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在帶有降液管的塔板上開有若干大孔(標(biāo)準(zhǔn)孔徑為39mm)，每孔裝一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片，由孔上升的氣流，經(jīng)過閥片與塔板的間隙而與板上橫流的液體接觸。國內(nèi)最常采用的閥片形式有F1型，另外還有V—4型及T型浮閥。

　　浮閥結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，節(jié)省材料，廣泛用于化工及煉油生產(chǎn)中。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：

　　1)生產(chǎn)能力大

　　2)操作彈性大

　　3)塔體板效率高

　　4)氣體壓降及液面落差較小

　　5)塔的造價(jià)較低

　　(4)噴射型塔

　　1)舌形塔板。在舌形塔板上沖出許多舌形孔，舌葉與板面成一定角度，向塔板的溢流出口側(cè)張開。上升氣流穿過舌孔后，沿舌葉的張角向斜上方以較高速度(20～30m/s)噴出。從上層塔板降液管流出的液體，流過每排舌孔時(shí)，即為噴出的氣流強(qiáng)烈擾動(dòng)而形成泡沫體，并有部分液滴被斜向噴射到液層上方。最后在塔板的出口側(cè)，被噴射的液流高速?zèng)_至降液管上方的塔壁，流入降液管。舌形塔板開孔率較大，故可采用較大氣速，生產(chǎn)能力比泡罩、篩板等塔型的都大，且操作靈敏、壓降小。當(dāng)塔內(nèi)氣體流量較小時(shí)，不能阻止液體經(jīng)舌孔泄漏。所以舌型塔板也有對負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)能力較差的缺點(diǎn)。此外，板上液流被氣體噴射后，仍帶有大量的泡沫，易將氣泡帶到下層塔板，尤其在液體流量很大時(shí)，這種氣相夾帶的現(xiàn)象更嚴(yán)重，將使板效率明顯下降。這是噴射型塔板一個(gè)值得注意的問題。

　　2)浮動(dòng)噴射塔板

　　浮動(dòng)噴射塔的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大，操作彈性大，壓強(qiáng)降小，持液量小。缺點(diǎn)是操作波動(dòng)較大時(shí)，液體入口處泄漏較多;液量小時(shí)，板上易“干吹”;液量大時(shí)，板上液體出現(xiàn)水浪式的脈動(dòng)，因而影響接觸效果，板效率降低。塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，浮板也易磨損及脫落。

　　3)浮舌塔板。是綜合浮閥和固定舌形塔板的長處而提出的又一種噴射型塔板。據(jù)研究，這種塔板的壓強(qiáng)降要比浮閥塔板及固定舌形塔板都低，而操作彈性范圍較二者都大，在板效率及泄漏量方面也優(yōu)于固定舌形塔板。

　　2.填料塔

　　填料塔也是一種重要的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)很簡單，在塔體內(nèi)充填一定高度的填料，其下方有支承板，上方為填料壓板及液體分布裝置。液體自填料層頂部分散后沿填料表面流下而潤濕填料表面;氣體在壓強(qiáng)差推動(dòng)下，通過填料間的空隙由塔的一端流向另一端。氣、液兩相間的傳質(zhì)通常是在填料表面上液體與氣相間的界面上進(jìn)行的。塔殼可由陶瓷、金屬、玻璃、塑料等材料制成，必要時(shí)也可在金屬筒體內(nèi)襯以防腐材料。為保證液體在整個(gè)截面上的均勻分布，塔體應(yīng)具有良好的垂直度。

　　填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡單，且具有阻力小和便于用耐腐材料制造等優(yōu)點(diǎn)，尤其對于直徑較小的塔、處理有腐蝕性的物料或減壓蒸餾系統(tǒng)，都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。另外，對于某些液、氣比較大的蒸餾或吸收操作，若采用板式塔，則降液管將占用過多的塔截面積，此時(shí)也宜采用填料塔。

　　為使填料塔發(fā)揮良好的效能，填料應(yīng)符合以下要求：

　　(1)要有較大的比表面積。單位體積填料層所具有的表面積稱為填料的比表面積，以ε表示，其單位為m2/ m3。填料表面只有被流動(dòng)的液相所潤濕，才能構(gòu)成有效的傳質(zhì)面積。因此，若希望有較高的傳質(zhì)速率，除了需要有較大的比表面積之外，還要求填料有良好的潤濕性能及有利于液體在填料上均勻分布的形狀。

　　(2)要有較高的空隙率。單位體積填料層所具有的空隙體積稱為填料的空隙率，以￡表示，其單位為m3/m3。一般說來，填料的空隙率多在0.45～0.95范圍以內(nèi);當(dāng)填料的空隙率較高時(shí)，氣、液通過能力大且氣流阻力小，操作彈性范圍較寬。

　　(3)從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用及可靠的角度出發(fā)，還要求單位體積填料的重量輕、造價(jià)低、堅(jiān)固耐用、不易堵塞、有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，對于氣、液兩相介質(zhì)都有良好的化學(xué)穩(wěn)定性等。

　　上述各項(xiàng)條件，未必為每種填料所兼?zhèn)?，在?shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)具體情況加以適當(dāng)選擇。

　　(二)塔器類設(shè)備的運(yùn)輸與吊裝

　　1.設(shè)備水平運(yùn)輸

　　是指將設(shè)備從倉庫或堆放地點(diǎn)運(yùn)至安裝地點(diǎn)(基礎(chǔ)附近)。塔器類設(shè)備組裝或拼裝時(shí)，由于條件限制，不能在基礎(chǔ)附近組裝。因此，吊裝時(shí)，也要把組裝好的設(shè)備進(jìn)行場內(nèi)二次運(yùn)輸。

　　2.設(shè)備吊裝就位

　　(1)機(jī)械化吊裝

　　(2)半機(jī)械化吊裝

　　抱桿(單抱桿或雙抱桿)是建設(shè)工程中吊裝大型靜置設(shè)備的主要起重工具。重型設(shè)備的質(zhì)量在200t以上，設(shè)備高度50～80m。當(dāng)機(jī)械起重機(jī)難以完成吊裝時(shí)，均可采用抱桿吊裝。

　　1)單抱桿吊裝塔類設(shè)備。塔的質(zhì)量在350t以內(nèi)，塔直徑較小，可以采用單抱桿起吊。

　　2)雙抱桿起吊塔器類設(shè)備。塔的直徑較大，質(zhì)量在350～700t之間，可以采用雙抱桿起吊。

　　3)塔群吊裝。對于塔群的起吊方法，應(yīng)有周密的施工方案。塔群的安裝位置如果為一條直線，塔與塔之間相隔離不遠(yuǎn)，可以根據(jù)具體情況，安裝一座雙桅桿或單抱桿，通過位移依次吊裝，而不宜將每一座塔的抱桿安裝、拆除一次。

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