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塔类废气处理设备的研发历程

气液传质过程是指气相和液相之间的传质过程。塔在工业设备中常用于气液传质过程的设备是塔器。塔器结构简单,无高速运动部件。气液两相可以容易地维持塔体内分离所需的压力、温度,并且可以在壳体的内部构件上实现接触和分离,并且塔的内部结构可以满足需要的分离、空间、传热和传质条件。由于塔效率高、操作简便,稳定可靠,因此可用于炼油、石化、化肥和精细化工等加工业。在大型炼油厂和化工厂中。
为了满足气液传质过程中两相传质和完全分离的要求,必须首先具有以下基本性能。
①相间传质面积大、气液两相完全接触。②两相分离效果好。③气相和液相具有较大的通过能力,并且装置的单位体积的生产率高。④操作量大,可在较大的气液变化范围内保持稳定的操作,易于控制,效率高。⑤流体流动阻力小,能量损失小。⑥结构简单、可靠,制造成本低。⑦易于安装、维修和清洁。
 
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气液传质过程的主要任务是使两相完全接触以进行传质,然后尽可能多地分离两相以避免夹带。因此,首先,塔的内部组件的设计需要较大的传质面积,以为两相提供足够的接触,并且两相在传质区域上具有足够的停留时间以进行传质。因此,塔式设备的内部组件应在两相大接触面积的方向上尽可能设计,但设备的投资成本无法增加,并且每单位体积的传质面积塔内部要求较大,并且停留时间长。同时,必须为两相提供合适的分离空间,以便气液两相可以很好地分离。如果塔内部的传质性能很好,但气液两相不能有效地分离,则会在气相中夹带液体反混或在气泡中心出现气泡返混现象。液相,而积累会在一定程度上影响分离效果。因此,传质和分离的综合效果以塔的分离效率为代表。通常,选择塔内件的主要目的是提高分离效率。高效塔内件的研究一直是塔研究的关键方向。
塔的节能降耗是设备性能的综合体现。要求该塔在各个方面均具有良好的性能。塔的内部分离效率高,获得相同产品纯度的操作成本低,直接减少了生产操作中溶剂的用量。设备操作的灵活性不仅便于操作,而且如果控制系统始终处于不稳定的调节状态,则整个设备的能量损耗也很大。产品的稳定输出也有利于提高产品质量和减少排放。它可以在保持产品质量的同时不断提高处理能力,并实现设备的节能降耗。
针对某些特殊工程和化学条件,还会对塔器有一些特殊的要求,包括:①精密分离由于产品要求的不断提高,针对难以分离的同系物、纯度要求很高的产品和其他特殊精密分离过程,要求塔器具有很高的效率。
②特殊停留时间要求精细化工很多行业中普遍存在产品热稳定性很差或者易分解的情况,要求相应的热敏产品在塔内件内停留时间短以及塔内件压降小。
③大型化和小型化要求炼油和化工等行业为体现规模效应而提高装置的大型化程度,相应的塔设备直径不断增加;相反地,精细化工和制药等行业为了生产高附加值产品,灵活调整产品结构,开发各种适用于小规模产品的小型装置,专门要求低压、高效的小直径塔。
④缩短检修时间增加设备的有效运行时间是企业提高效益的重要手段,塔器没有备用设备,要求稳定工作时间长,可靠性好,不允许经常检修,要求在保持其他性能的同时尽可能使结构简单。

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