設(shè)計(jì)精餾塔,除了塔體及內(nèi)部的塔板(或者填料)結(jié)構(gòu)外,塔釜再沸器也算是一個(gè)重要的部分,再沸器用于汽化塔底產(chǎn)物,為精餾塔實(shí)現(xiàn)分離輕重組分供應(yīng)熱量。這期我們主要講述常見的再沸器型式,包括釜式再沸器、立式和臥式熱虹吸再沸器、內(nèi)置式再沸器、強(qiáng)制循環(huán)式再沸器和降膜式再沸器
1釜式再沸器
釜式再沸器管束通常為雙管程的U形管結(jié)構(gòu)。管束插入一個(gè)擴(kuò)大的殼體內(nèi),殼體作為塔底產(chǎn)品的緩沖容器和氣液分離空間,一個(gè)溢流擋板來(lái)維持管束浸沒(méi)在液體中。其優(yōu)點(diǎn)是維修和清洗方便,傳熱面積大、汽化率高、操作彈性
大。但是也有缺點(diǎn),比如傳熱系數(shù)小、殼體容積大、物料停留時(shí)間長(zhǎng)(易結(jié)垢),外部配管所占空間較大且投資較高。所以說(shuō)如果你的物料需要較高的汽化率,或者傳熱面積需要很大,參數(shù)波動(dòng)較大,那可以選擇釜式再沸器;如果物料易結(jié)垢,那就盡量不選擇釜式再沸器。
2熱虹吸再沸器
以熱虹吸為原理制造的再沸器,熱虹吸再沸器里液體被加熱后,體積膨脹,密度變小變輕會(huì)上升,周圍冷的液體來(lái)補(bǔ)充。它利用塔底單相釜液與換熱器
傳熱管內(nèi)汽液混合物的密度差形成循環(huán)推動(dòng)力,構(gòu)成工藝物流在精餾塔底與再沸器間的流動(dòng)循環(huán)。從物料的流動(dòng)來(lái)看,可以發(fā)現(xiàn)釜式再沸器是在再沸器中汽化一部分后的液相作為產(chǎn)品,而熱虹吸再沸器的產(chǎn)品是直接從塔底抽出的。并且釜式再沸器是氣相返塔,而熱虹吸再沸器是氣液兩相返塔。
立式熱虹吸再沸器通常為單管程的管殼式換熱器,沸騰過(guò)程發(fā)生在管程,加熱介質(zhì)在殼程,它具有較高的傳熱系數(shù),物料在加熱管內(nèi)停留時(shí)間短,不易結(jié)垢,管程易于清洗。但是它的缺點(diǎn)是出口管徑較大,需要較高的塔裙座,單個(gè)設(shè)備的傳熱面積有一定限制,不適于高粘度液體或在高真空下操作,不適用于寬沸點(diǎn)介質(zhì)和工藝條件波動(dòng)較大的場(chǎng)合。
臥式熱虹吸再沸器,塔底物料進(jìn)入再沸器的殼程,加熱介質(zhì)走管程,液體在殼程沸騰并發(fā)生汽化。其優(yōu)點(diǎn)是有較高的循環(huán)率,從而防止了高沸點(diǎn)組分的積聚,降低了結(jié)垢的可能性,適用于寬沸點(diǎn)介質(zhì);由于管束沿水平方向布置,在單個(gè)殼體中得到較大的換熱面積。臥式熱虹吸再沸器的缺點(diǎn)是進(jìn)出口管道較復(fù)雜,通常不采用固定管板式結(jié)構(gòu),因此投資較大,水平安裝,占地面積較大,殼程結(jié)垢較難清理。
3內(nèi)置式再沸器
它的管束直接置于塔內(nèi),通過(guò)一個(gè)管束法蘭支撐在塔釜。它的優(yōu)點(diǎn)是不需要設(shè)置殼體和工藝配管,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在所有型式的再沸器中其投資最小,受水力的影響很小,結(jié)垢傾向稍低于釜式再沸器。但它液體循環(huán)差,不適于粘稠液體,檢修時(shí)必須停工并將塔排凈。
4泵強(qiáng)制循環(huán)式再沸器
塔釜物料依靠泵提供的外來(lái)機(jī)械能量維持強(qiáng)制循環(huán),其優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)速度便于控制和調(diào)節(jié),物流循環(huán)速度較高,停留時(shí)間短,因此可減少結(jié)垢傾向;適用于粘稠物料或有少量固體的懸浮物和熱敏性物料,并可制成大傳熱面積的換熱器,其缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)合理的循環(huán)速度需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定;循環(huán)泵的初期投資大,后期運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用亦較高。
5降膜式再沸器
類似于一個(gè)倒置的立式熱虹吸再沸器,自塔底的液體借助機(jī)泵被送到再沸器的頂部,在管板上均勻分配,由重力推動(dòng)向下在管壁流動(dòng)形成液膜并汽化。特別適合低溫差的真空沸騰,適合處理熱敏性物料;由于物料是向下流動(dòng),適合處理含固物料。其缺點(diǎn)是需要在管程入口設(shè)置分布器,投資較大,運(yùn)行費(fèi)較高
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