作者：鄭軍 張延斌
氨水粗蒸餾塔目前有采用F1浮閥塔板，該塔板是化工行業應用較為廣泛的一種塔板，該塔板具有效率高、操作彈性大的優點，但同時該塔板設計的允許孔速較低，且板上汔液接觸不充分，易造成死區，在處理含塵和含高黏度物質的體系時，極易造成閥片或部分死區因物料黏附和積累而無法正常工作。因此，原有浮閥塔板將難以解決固形物累積的難題，必須考慮更換具備良好汽液接觸形式的塔板。
同時，由于傳統浮閥塔板雙溢流降液管溢流能力有限（尤其是弓形雙溢流降液管）且溢流堰較高，當由于操作條件發生改變，導致溢流強度增大時，塔板很快由于堰上液層和降液管內液層迅速增加而發生液泛。在進行氨水粗蒸餾塔中部氨水的采出調整時，現有塔板由于降液管的局限存在可調整的余量較小。
根據大量的成功工業應用實例，清華大學化工系提出采用清華大學的專利技術——斜孔系列塔板對設備實施改造。該系列塔板由兩部分斜孔組成，即相鄰兩行交錯排列的固定斜孔與定向排列的浮動斜孔，前者是汽液接觸的主要區域，塔采用噴射操作，極大限度地提高了塔板的氣相處理能力，板上低而均勻的穩定液層降低了霧沫夾帶量，提高了傳質效率，減小了塔板壓降；后者起2個作用：一是導向作用，推動兩側液體流動，減少死區和返混；二是調節開孔率，增強操作彈性。同時，該塔板還采用溢流周邊較長的十字型降液管，有效地提高了塔板的溢流能力。因此，該系列塔板具有處理能力大、板效率高、塔板壓降低的優點。通過工業實驗和大量的實際應用證明，相同塔徑下，斜孔系列塔板的處理能力比浮閥塔板高20％以上（部分業績可高達40％以上），同時板效率不低于浮閥塔板，是塔設備擴產改造的理想選擇。
根據工藝計算結果，欲將塔釜含氨量降至100mg/L以下必須增加提餾段理論級數4級以上；如不考慮增加提餾段空間，只能通過降低板間距的方式增加級數，但板間距過小將增大汽相霧沫夾帶和降液管液層，導致液泛，影響分離效果。
常規塔板水力學設計通常控制霧沫夾帶和降液管液泛率在50％以下，因此塔的板間距至少應保持500mm以上；同時考慮到改變板間距時切割、焊接和空間均布的實際工程問題，最終確定了在原氨水粗蒸餾段板間距不動，在其后再串接一深拔段的塔板增加方案，原提餾段內構件和深拔段內構件均選用斜孔塔板。原塔精餾段1~6層（自上而下）塔板不動，并對相應流程進行了改動。
氨水粗蒸餾塔目前有采用F1浮閥塔板，該塔板是化工行業應用較為廣泛的一種塔板，該塔板具有效率高、操作彈性大的優點，但同時該塔板設計的允許孔速較低，且板上汔液接觸不充分，易造成死區，在處理含塵和含高黏度物質的體系時，極易造成閥片或部分死區因物料黏附和積累而無法正常工作。因此，原有浮閥塔板將難以解決固形物累積的難題，必須考慮更換具備良好汽液接觸形式的塔板。
同時，由于傳統浮閥塔板雙溢流降液管溢流能力有限（尤其是弓形雙溢流降液管）且溢流堰較高，當由于操作條件發生改變，導致溢流強度增大時，塔板很快由于堰上液層和降液管內液層迅速增加而發生液泛。在進行氨水粗蒸餾塔中部氨水的采出調整時，現有塔板由于降液管的局限存在可調整的余量較小。
根據大量的成功工業應用實例，清華大學化工系提出采用清華大學的專利技術——斜孔系列塔板對設備實施改造。該系列塔板由兩部分斜孔組成，即相鄰兩行交錯排列的固定斜孔與定向排列的浮動斜孔，前者是汽液接觸的主要區域，塔采用噴射操作，極大限度地提高了塔板的氣相處理能力，板上低而均勻的穩定液層降低了霧沫夾帶量，提高了傳質效率，減小了塔板壓降；后者起2個作用：一是導向作用，推動兩側液體流動，減少死區和返混；二是調節開孔率，增強操作彈性。同時，該塔板還采用溢流周邊較長的十字型降液管，有效地提高了塔板的溢流能力。因此，該系列塔板具有處理能力大、板效率高、塔板壓降低的優點。通過工業實驗和大量的實際應用證明，相同塔徑下，斜孔系列塔板的處理能力比浮閥塔板高20％以上（部分業績可高達40％以上），同時板效率不低于浮閥塔板，是塔設備擴產改造的理想選擇。
根據工藝計算結果，欲將塔釜含氨量降至100mg/L以下必須增加提餾段理論級數4級以上；如不考慮增加提餾段空間，只能通過降低板間距的方式增加級數，但板間距過小將增大汽相霧沫夾帶和降液管液層，導致液泛，影響分離效果。
常規塔板水力學設計通常控制霧沫夾帶和降液管液泛率在50％以下，因此塔的板間距至少應保持500mm以上；同時考慮到改變板間距時切割、焊接和空間均布的實際工程問題，最終確定了在原氨水粗蒸餾段板間距不動，在其后再串接一深拔段的塔板增加方案，原提餾段內構件和深拔段內構件均選用斜孔塔板。原塔精餾段1~6層（自上而下）塔板不動，并對相應流程進行了改動。