石化装备

设备

1. 塔器

1.1 填料塔

填料塔以填料作为气、液接触和传质的基本构件,液体在填料表面呈膜状自上而下流动,气体呈连续相自下而上与液体作递向流动,并进行气、液两相间的传质和传热。两相的组分浓度和温度沿塔高连续变化。主要由圆柱形的塔体和堆放在塔内的填料及内件等组成,可用于吸收、蒸馏、萃取等化工操作单元。

填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。

填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。

1.2 板式塔

板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备,由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸收,有些类型(如筛板塔)也用于萃取,还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时,液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出;气体在压力差推动下,自下而上依次穿过各层塔板,至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层,气体通过塔板分散到液层中去,进行相际接触传质。

在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。

2. 换热器

2.1 固定管板式换热器

固定管板式换热器结构简单,制造成本低,能得到最小的壳体内径,管程可分成多程,壳程也可分成双程,规格范围广,故在工程中广泛应用。缺点是壳程不能清洗,检查困难,对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用,它宜用于壳程结垢不严重或能化学清洗的场合。在热膨胀之差较大时,可在壳体上设置膨胀节,以减少因管、壳程温差而产生的热应力。

2.2 U型管式换热器

U形管式换热器每根管子均弯成U形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板分成两室,每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。其特点是:(1)管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;(2)管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;(3)承压能力强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜;(4)但管内清洗不便,管束中间部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合,宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。

3. 储罐

主要是用于储存或盛装气体、液体、液化气等介质的容器,按结构形式可分为立式储罐和卧式储罐,具体的尺寸、规格及材料可根据不同的盛装物料及使用场合来设计。

4. 再沸器

再沸器是一个能够交换热量,同时有汽化空间的一种特殊换热器,多与分馏塔合用。在再沸器中的物料液位和分馏塔液位在同一高度,从塔底线提供液相进入到再沸器中。通常在再沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的两相流被送回到分馏塔中,返回塔中的气相组分向上通过塔盘,而液相组分掉回到塔底。物料在再沸器受热膨胀甚至汽化,密度变小,从而离开汽化空间,顺利返回到塔里。返回塔中的气液两相,气相向上通过塔盘,而液相会掉落到塔底。由于静压差的作用,塔底将会不断补充被蒸发掉的那部分液位。

按结构形式可分为:(1)立式:热虹吸式、强制循环式;(2)卧式:热虹吸式、强制循环式、釜式再沸器、内置式再沸器。

4.1 立式热虹吸:(1)循环推动力:釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;(2)结构紧凑、占地面积小、传热系数高;(3)壳程不能机械清洗,不适宜高粘度、或脏的传热介质;(4)塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

4.2 卧式热虹吸:(1)循环推动力:釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;(2)占地面积大,传热系数中等,维护、清理方便;(3)塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

4.3 强制循环式:适于高粘度、热敏性物料,固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。

4.4 釜式再沸器:有一个扩大的壳体,汽液分离过程在壳体中进行。液面通过一个垂直的挡板来维持,以保证管束完全沉浸在液体中。管束通常为两管程的U型管结构,也可以为多管程的浮头式结构。特点:(1)可靠性高,维护、清理方便;(2)传热系数小,壳体容积大,占地面积大,造价高,易结垢。

4.5 内置式再沸器:结构简单。传热面积小,传热效果不理想。


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