塔设备在化工生产中的作用和地位
塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜的条件,即 充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而达到相际间质量和热 量交换的目的,实现工艺所要求的生产过程,生产出合格的产品。板式塔的塔盘,以及浮阀、泡罩一类气液接触元件,由于结构较为复杂,加之工艺和使用方面的需求(浮阀应能自由浮动),所以仍是以钢材为主,其他材料(陶瓷、铸铁)为辅。所以塔 设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三 废处理和环境保护等方面部有着重大的影响。 塔设备的投资费用及钢材耗量仅次于换热设备。据统计,在化工和石 油化工生产装置中,塔设备的投资费用占全部工艺设备总投资的25.39%, 在炼油和煤化生产装置中占34.85%;其所消耗的钢材重量在各类工艺设 备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备 耗用钢材重量占45.5%,年产120万吨催化裂化装置中占48.9%,年产30万 吨乙烯装置中占25~28.3%。可见塔设备是炼油、化工生产中重要的工 艺设备之一,它的设计、研究、使用对化工、炼油等工艺的发展起着重大 的作用。
许多学者总结 了塔设备长期操作的经验,并对筛板塔作了系统研究,认为设计合理的筛板 塔,不仅保留了制造方便、用材省、处理能力大等优点,而且操作负荷在较 大范围内变动时,仍能保持理想的效率。设计时把它的应力水平限制在一定的范围内,才能使它长期安全运行。近年来,随着对筛板塔研究工作的 不断深入和设计方法的日趋完善,筛板塔已成为生产上为广泛采用的塔型。 这一时期填料塔也进入了一个新的发展阶段,在瓷环填料,亦称拉西环填 料(Raschigring)被广泛采用后,弧鞍形填料(Berlsaddle)相继问世,更大 大的促进了规整填料的发展。 从20世纪60年代起,由于化工界械制造业成功解决了高压离心式压缩机的 转动密封和高温高压废热锅炉的结构强度设计等技术关键,使化肥和石油化 工的生产,在能量综合利用方面提高到一个新水平,继而带动了整个化学、 炼油工业向大型化方向迅速发展。在大型装置中,塔设备的单台规模也随之 增大,直径在10m以上的板式塔时有出现,塔板数多达上百块,塔的高度达 80余米,设备重量有几百吨;填料塔的大直径也有15m,塔高达100m。
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