板式塔與填料塔對(duì)比分析
項(xiàng)目 |
板式塔 |
填料塔 |
生產(chǎn)能力 |
塔板的開(kāi)孔率一般占塔截面積的7%~13%;單位塔截面積上的生產(chǎn)能力低 |
塔內(nèi)件的開(kāi)孔率通常在50%以上,而填料層的孔隙率則超過(guò)90%,一般液泛點(diǎn)較高,單位塔截面積上的生產(chǎn)能力高 |
分離效率 |
一般情況下,常用板式塔每米理論級(jí)最多不超過(guò)2級(jí)。在減壓、常壓和低壓下,效率明顯不及填料塔,在高壓操作下,板式塔的分離效率優(yōu)于填料塔 |
一般情況下,工業(yè)上常用填料塔每米理論級(jí)為2~8級(jí)。在減壓、常壓和低壓下(壓力小于0.3 MPa),填料塔的分離效率明顯優(yōu)于板式塔,在高壓下,板式塔的分離效率優(yōu)于填料塔 |
塔壓降 |
一般情況下,板式塔的每個(gè)理論級(jí)壓降約為0.4~1.1kPa,板式塔的壓降高于填料塔5倍左右 |
填料塔優(yōu)于孔隙率高,每個(gè)理論級(jí)壓降約為0.01~0.3kPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于板式塔。通常,壓降低不僅能降低操作費(fèi)用,節(jié)約能耗,對(duì)于精餾過(guò)程,可使塔釜溫度降低,有利于熱敏性物料的分離 |
操作彈性 |
板式塔因受到塔板液泛和液漏的限制而又一定的操作彈性,但設(shè)計(jì)良好的板式塔其操作彈性比填料塔大得多 |
填料塔的操作彈性取決于填料的潤(rùn)濕性能和塔內(nèi)件的設(shè)計(jì),當(dāng)液相負(fù)荷較小時(shí),即便液體分布器的設(shè)計(jì)很合理,也難以確保填料表面得到充分潤(rùn)濕,故填料塔的操作彈性比板式塔小 |
持液量 |
約為塔體積的8%~12% |
約為塔體積的1%~6% |
液氣比 |
液氣比適應(yīng)范圍相對(duì)較寬。小液氣比時(shí)因可能造成填料潤(rùn)濕不良,故多采用板式塔 |
液氣比適應(yīng)范圍相對(duì)較窄,大液氣比時(shí)因?yàn)樘盍纤和ㄟ^(guò)能力高而多采用填料塔 |
材質(zhì)要求 |
一般用金屬材料制作 |
可用非金屬耐腐蝕材料制作 |
結(jié)構(gòu)與制造 |
結(jié)構(gòu)比填料塔復(fù)雜,制造相對(duì)不便 |
結(jié)構(gòu)比板式塔簡(jiǎn)單,制造相對(duì)容易 |
安裝、維修與清洗 |
較方便 |
較不便 |
造價(jià) |
直徑大于800mm時(shí)一般比填料塔造價(jià)低 |
直徑小于800mm時(shí)一般比板式塔造價(jià)低 |
塔重 |
較輕 |
較重 |
板式塔與填料塔的操作、調(diào)節(jié)注意事項(xiàng)
板式塔與填料塔正常的操作、調(diào)節(jié)應(yīng)該是一樣,但是填料塔應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):
填料塔操作范圍較小,特別是對(duì)于液體負(fù)荷的變化更為敏感。液體負(fù)荷較小時(shí),填料表面不能很好的潤(rùn)濕,使傳質(zhì)效果急劇下降,反之,容易發(fā)生液泛。
填料塔不宜與處理易聚合或含有固體懸浮物的物料。
對(duì)于容易起泡物系,填料塔更適合,因?yàn)閷?duì)泡沫有限制和破碎作用。
熱敏性物系易采用填料塔,由于持液量比板式塔少,物料在塔內(nèi)停留時(shí)間短。
填料塔更適合負(fù)壓塔操作,壓降比板式塔小,能耗損耗少。
從設(shè)備安裝及檢修方面來(lái)說(shuō),填料比塔板成本高,安裝周期短,檢修不如塔板方便。而且安裝比塔板要求高。尤其是分布器的水平度,可以說(shuō)一個(gè)填料塔是否能夠成功開(kāi)車很大程度上取決于其分布器的設(shè)計(jì)和安裝好壞。
精餾塔原始開(kāi)車操作技術(shù)
按安裝工藝流程圖逐一進(jìn)行核對(duì)檢查。
在新建或大修后的塔系統(tǒng)所屬設(shè)備和管道內(nèi),往往存在有安裝過(guò)程中的灰塵、焊條鐵屑等雜物。為了避免這些雜物在開(kāi)車時(shí)堵塞管路或卡壞閥門,必須用壓縮空氣進(jìn)行吹除或清掃。
吹除前應(yīng)按氣液流程,依次拆開(kāi)與設(shè)備、閥門連接的法蘭,吹除物由此排放。吹洗時(shí)用高速壓縮空氣分段吹盡并用木錘輕擊外壁。每吹盡一段,立即裝好法蘭。吹洗流程應(yīng)該是從設(shè)備的高處往低處吹。
為了檢查設(shè)備焊縫的致密性和機(jī)械強(qiáng)度,在使用前要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)一般按設(shè)計(jì)圖紙上的要求進(jìn)行。水壓試驗(yàn)要用常溫下的清水,并要從設(shè)備的最低點(diǎn)注入,使設(shè)備內(nèi)的氣體由上面放盡。
為了保證開(kāi)車時(shí)氣體不從法蘭及焊縫處泄露出來(lái),使塔操作連續(xù)穩(wěn)定,必須進(jìn)行系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是用壓縮機(jī)向系統(tǒng)內(nèi)送入空氣,并逐漸將壓力提高到操作壓力的1.05倍。
然后對(duì)所有設(shè)備、管線上的焊縫和法蘭逐個(gè)涂抹肥皂水進(jìn)行查漏。發(fā)現(xiàn)漏處,做好標(biāo)記或記錄,泄壓后進(jìn)行處理。如無(wú)泄漏,保壓30min,壓力不降為合格,最后將氣體放空。
單機(jī)試車是為了確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)和待轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備(如空壓機(jī)和離心泵等)是否好用,是否負(fù)荷有關(guān)技術(shù)規(guī)范。單機(jī)試車是在不帶物料和無(wú)負(fù)載的情況下進(jìn)行的。首先斷開(kāi)聯(lián)軸節(jié),單獨(dú)開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī),運(yùn)轉(zhuǎn)48h,觀察電機(jī)是否發(fā)熱,震動(dòng),有無(wú)雜音,轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確等。
聯(lián)動(dòng)試車是用水或生產(chǎn)物料類似的其他物料,代替生產(chǎn)物料所進(jìn)行的一種模擬生產(chǎn)狀態(tài)的試車。目的是為了檢驗(yàn)生產(chǎn)裝置連續(xù)通過(guò)物料的能力。聯(lián)動(dòng)試車時(shí)給水加熱,觀察儀表是否準(zhǔn)確地指示所通過(guò)的流量、溫度和壓力等數(shù)據(jù),以及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常等情況。
在工業(yè)生產(chǎn)中,被分離的物質(zhì)絕大部分為有機(jī)物,它們具有易燃、易爆的性質(zhì),在設(shè)備投產(chǎn)前,如果不驅(qū)出設(shè)備內(nèi)的空氣,就很容易與有機(jī)物形成爆炸混合物。因此在向系統(tǒng)送入混合物前,應(yīng)先用惰性氣體(氮?dú)猓⑵渲械目諝庵脫Q,使置換氣中含氧量不大于0.5%。
系統(tǒng)置換合格后,即可進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)車。
精餾塔正常開(kāi)、停車操作技術(shù)
系統(tǒng)裝置置換合格后,即可進(jìn)行生產(chǎn)的正常開(kāi)車。精餾操作的正常開(kāi)車分為短期停車后開(kāi)車和長(zhǎng)期停車后開(kāi)車。
a.短期停車后的開(kāi)車
檢查原料庫(kù)存情況,選定加料量,向塔釜加料。當(dāng)看見(jiàn)液面后,緩慢升溫,在此過(guò)程中,隨著塔壓的升高,塔內(nèi)的惰性氣體逐漸被排出,此時(shí)冷凝液應(yīng)相應(yīng)逐漸加大,并進(jìn)行全回流操作。
當(dāng)塔釜液面控制在1/2~2/3時(shí),即可開(kāi)始加料,當(dāng)塔隨升溫過(guò)程已轉(zhuǎn)為正常后,停止加料,讓塔內(nèi)自身循環(huán),待回流液分析合格后,開(kāi)始采出產(chǎn)品,并繼續(xù)投料生產(chǎn)。
在自身循環(huán)過(guò)程,是全回流操作,當(dāng)達(dá)到連續(xù)加料,并連續(xù)采出時(shí),即為開(kāi)車成功。
在空塔投料剛升溫時(shí),升溫速度要緩慢,因?yàn)檫@時(shí)沒(méi)有液體回流,塔板上還沒(méi)有進(jìn)行氣液接觸和物質(zhì)交換,因而氣體上升速度比正常操作速度快。
隨著溫度的升高,塔頂蒸出的氣體被冷凝后,回流到塔頂并沿塔板流下,在塔板上逐漸形成液體層,塔內(nèi)便將進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。如不按此操作,難揮發(fā)組分就會(huì)被帶到塔頂,生產(chǎn)出的產(chǎn)品就會(huì)不合格。
b.長(zhǎng)期停車后的開(kāi)車
長(zhǎng)期停車后的開(kāi)車,一般是指檢修后的開(kāi)車。首先檢查各設(shè)備、管道、閥門、各取樣點(diǎn)、電氣及儀表等是否完好正常;然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹凈、清洗、強(qiáng)度和氣密性試驗(yàn),以及對(duì)系統(tǒng)置換,一切正常合格后,按短期停車后的開(kāi)車操作步驟進(jìn)行。
在化工生產(chǎn)中停車方法與停車前的狀態(tài)有關(guān),一般有以下三種方式:
a.正常停車
生產(chǎn)進(jìn)行一段時(shí)間后,設(shè)備需要進(jìn)行檢查或檢修而有計(jì)劃的停車稱為正常停車。這種停車是逐漸減少物料的加入,直到完全停止加入。
待物料蒸完后,停止供氣加熱、降溫并卸掉系統(tǒng)壓力,然后停止供水,將系統(tǒng)中的溶液排放(排到溶液貯槽)干凈。
打開(kāi)系統(tǒng)放空閥,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。若原料氣中含有易燃、易爆氣體,要用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換。
停車后,對(duì)于某些需要進(jìn)行檢修的設(shè)備,必須要用盲板切斷設(shè)備上的物料管線,以避免可燃物漏出而造成事故。
b.緊急停車
生產(chǎn)中一些想象不到的特殊情況下的停車稱為緊急停車。如某些設(shè)備損壞,某部分電氣設(shè)備的電源發(fā)生故障,某一個(gè)或多個(gè)儀表失靈等,都會(huì)造成生產(chǎn)裝置的緊急停車。
發(fā)生緊急停車時(shí),首先停止加料,調(diào)節(jié)塔釜加熱蒸汽和凝液采出量,使設(shè)備處于待生產(chǎn)的狀態(tài),此時(shí),應(yīng)積極搶修,排除故障,待停車原因消除后,應(yīng)按開(kāi)車的程序恢復(fù)生產(chǎn)。
c.全面緊急停車
當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中突然發(fā)生停電、停水、停氣或發(fā)生重大事故時(shí),則要全面緊急停車。
為了防止全面緊急停車,一般的化工廠均有備用電源,當(dāng)?shù)谝浑娫磾嚯姇r(shí),第二電源應(yīng)立即送電。
中科化(河南)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
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