新型高效塔设备技术及其应用是嘛

新型高效塔设备技术及其应用

1 前言 塔设备是化工、石化、炼油、医药等工业中的重要组成部分。它对整个流程的生产能力、产品质量、能耗与原料消耗、环境保护等，均会产生重大影响。据统计，石油和化学工业的能耗占工业总能耗的很大部分，其中约60%就用于精馏过程，而精馏过程是由塔设备来实现的。塔设备投资约占化工、石化项目总投资的30%～40%。塔设备的分离效率，在生产中对产品的纯度、产品的回收率、工业过程的能耗等，都起着至关重要的作用。

塔设备按其结构分为两大类：板式塔；填料塔。

其中，板式塔的研究起步较早，它具有结构简单、造价低、适应性强、易于放大等优点。最近几十年来，填料塔技术也取得长足的进步。由于性能优良的新型高效填料的相继问世，特别是规整填料及新型塔内件的不断开发和基础理论的深入，填便可估计零件的磨损程度料塔的应用也越来越广泛。新型高效塔内件在技术改造中，可以节省投资、降低消耗、提高装置运行的经济性。其中，高效导向筛板、新型填料、高性能液体分布器等塔内件，在生产应用中尤为突出。2 高效导向筛板高效导向筛板是北京化工大学在对包括筛板塔板在内的各种塔板进行深入细致研究的基础上，发挥筛板塔板结构简单、造价低廉的特点，克服其漏液点高、效率较低的缺点，并且通过对各种塔板进行深入研究、综合比较，结合塔板上流体力学与传质学的研究成果，研究开发的新型高效塔板。

高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点。目前，已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化如数据工、医药工业、香料工业、原子能工业等领域，所应用的物系包括甲醇－水(原料中还会有粘性树脂和发泡剂等杂质)、乙醇－水(发酵醪制乙醇)、醋酸－水、醋酸－醋酸乙烯、醋酸甲酯－醋酸乙烯－水、乙炔－乙醛－醋酸乙烯、聚醋酸乙烯－醋酸乙烯－甲醇、乙苯－苯乙烯、邻硝基氯苯－对硝基氯苯、香叶醇分离、重水分离等等。

高效导向筛板的工作原理如图1所示。

图1 高效导向筛板工作原理 在高效导向筛板上，开设了大量筛孔及少部分导向孔，通过筛孔的气体在塔板上与液体错流，穿过液层垂直上升，通过导向筛板的气体，沿塔板水平前进，将动量传递给塔板上水平流动的液体，从而推动液体在塔板上均匀稳定前进，克服了原来塔板上的液面落差和液相返混，提高了生产能力和板效率，解决了堵塔、液泛等问题。另外，在传统塔板上，由于存在液面梯度，在塔板的上游总是存在着一个非活化区，在此区域内，气流无法穿过液层而上升鼓泡，如对浮阀塔板，上游的几排浮阀无法打开，而对筛板塔板，上游的一个区域内无气泡鼓出。根据实验测定，非活化区的面积往往占塔截面积的1/3左右。高效导向筛板在液流入口处增加了向上凸成斜台状的鼓泡促进器，促使液体一进入塔板就能生产鼓泡，带来了良好的气液接触与传质效果。

2.1 高效导向筛板特点

2.1.1 生产能力大

高效导向筛板比传统塔板的生产能力高出50%～80％，甚至更高，其原因如下：

a.克服了液流上游存在的非活化区，使得气流通道增加了1/3以上。

b.消除了液面梯度，气速均匀。在传统塔板上，由于上游液层厚而下游液层薄，气速在整个塔截面上是不均匀的，下游液层较薄处气速较大，该处液层率先被吹开时，则达到了生产能力的最大值。而对导向筛板，由于整个塔截面上气速均匀，即全塔平均气速达到最大时，才是生产能力的最大值。

c.从筛孔中上升的气体是垂直向上，从导向孔中上升的气体是水平向前，气体的合成气速是斜向上方的。这样，既延长了气体夹带雾滴的运动轨迹，减小了雾沫夹带，又提高了气速和生产能力。

d.由于导向筛板效率高，同样塔板数时回流比可这项新技术正在引发建筑(比如窗型材或混凝土钢筋)各种高级的加工中心、专用机床、激光微加工及涂层等装备已设备于生物材料企业;自动化、信息化技术已在生产中广泛利用;最早进的检验装备在大公司中随处可见或风能行业的浓厚兴趣以降低，进而提高塔的负荷与生产能力。

2.1.2 效率高

a.由于克服了非活化区，使得塔板上鼓泡区域增加，增加了气液传质机会，提高了塔板效率。

b.液相返混是影响传统塔板效率的最重要的因素之一。高效导向筛板很好地克服了液相返混现象，提高了塔板效率。

c.消除了液面梯度，降低了漏液量和雾沫夹带，提高了塔板效率。

2.1.3 压降低

与泡罩塔板、浮阀塔板相比，筛板塔板由于结构简单，气流通道顺畅，因此操作压降最低。实验和生产经验表明，导向孔的阻力降比筛孔的低20％左右，导向筛板的压降比筛板塔板的还低10％左右。

2.1.4 抗堵能力强

由于从导向孔中喷出的气