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好文收藏|干精馏,这12种再沸器必须得了解!

2019-01-29 返回列表

再沸器(也称重沸器)顾名思义是使液体再一次汽化的设备。它的结构与冷凝器差不多,不过冷凝器是用来降温,而再沸器是用来升温汽化。

1、立式热虹吸再沸器

立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力,构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。立式及卧式热虹吸再沸器本身没有气、液分离空间和缓冲区,这些均由塔釜提供。

立式热虹吸再沸器

立式热虹吸再沸器

优点:

  • 结构紧凑、占地面积小、传热系数高;
  • 壳程不能机械清洗,不适宜高粘度、或脏的传热介质;
  • 塔釜提供气液分离空间和缓冲区;
  • 设备被直接安装在塔旁由于管线系统简单,故设备造价低。
  • 缺点:

  • 管长通常受塔裙高度、传热面积的限制;
  • 维修和清洗困难。
  • 2、釜式再沸器

    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,以保证管束完全浸没在液体中。管束通常为两管程的U形管结构,也可以为多管程的浮头式结构。

    釜式再沸器

    优点:

  • 性能可靠,受水动力的影响很小;
  • 在高真空条件下,也能很好运行;
  • 增加管间节距,可获得很高的热流密度;
  • 在小温差的条件下,运行状况良好;
  • 在近临界压力下,性能仍然可靠。
  • 缺点:

  • 釜式再沸器是所有再沸器中最容易结垢的;
  • 壳体较大,造价较高。
  • 3、水平热虹吸再沸器

    水平热虹吸式再沸器的进料是从塔底下降管引入再沸器,液体在壳程沸腾发生汽化,形成密度较小的汽液混合物。对于宽沸点范围的流体,应设水平折流板,以防止轻组分在进口处闪蒸及重组分在出口处浓缩。管程可以为单流程,也可以为多流程。

    水平热虹吸再沸器

    优点:

  • 有较高的循环率,因而有较高的流速和较低的出口干度,从而防止了高沸点组分的积聚和降低了结垢的速率;
  • 由于管束为水平方向布置,且流动面积易于控制,因而需要的静压头较低。
  • 缺点:

  • 壳程结垢后很难清洗;
  • 由于折流板及支撑板的影响,在高热流条件下,可发生局部的干涸现象;
  • 对于大型热虹吸再沸器,为了使流动分布均匀,需设多个管口和连接管件,这必然增加了再沸器的造价。
  • 4、塔内置式再沸器

    塔内置式再沸器的特点是管束直接插入蒸馏塔的塔底液池中。

    塔内置式再沸器

    优点:

  • 和釜式再沸器相同,受水力的影响很小。
  • 由于省去了壳体及连接管路等,因而造价最低。
  • 缺点:

  • 除了没有壳体外,内置式再沸器的缺点和釜式再沸器一样;
  • 其传热面也很有限。
  • 5、立式管侧热虹吸再沸器

    立式管侧热虹吸再沸器沸腾过程发生在管程,加热介质在壳程,两相流混合物以较高的流速由排出管流向塔内。最佳适用条件为纯组分、中等压力、中等温差、中等热流及易结垢的场合。

    立式管侧热虹吸再沸器

    优点:

  • 循环速度高,传热膜系数高于水平式;
  • 有很好的防垢作用,特别适用于高分子材料。
  • 缺点:

  • 垂直管不易拆卸、清洗及维修;
  • 塔底液面高度大约与再沸器上部管板在同一水平面上,提高了塔底的标高,使造价增大。
  • 6、垂直壳侧热虹吸再沸器

    垂直壳侧热虹吸再沸器的沸腾过程发生在壳侧。壳侧装有折流板,以使流体纵向流动。最佳应用场合为中等压力、中等温差条件下的纯组分的蒸发,且加热介质必须放在管内侧。

    垂直壳侧热虹吸再沸器

    该类再沸器的设计,应使沸腾侧的流动均匀分布,以避免死区的出现及防止汽态和高沸点组分的积聚。

    现场试验表明,最大的问题是由于汽态的积聚而造成局部过热,从而造成上部管板出现故障,因此,设计时应使两相混合物以均匀的高流速流经管板。

    7、卧式热虹吸再沸器

    卧式热虹吸再沸器

  • 循环推动力:釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
  • 占地面积大,传热系数中等,维护、清理方便。
  • 塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
  • 8、膜环式再沸器

    在膜环式再沸器中,有2/3的再沸器的蒸汽发生器具有可变截面的环状通道,双相流体产生上升流动。而1/3管中液体呈膜状下降而沉入管下空间--实施密闭循环。应用膜--环式无垢工艺就可以极大地强化传热过程(大约达2倍),特别是在小的和中等热流体条件下更好。

    膜环式再沸器

    9、外循坏式惰气蒸馏再沸器

    外循坏式惰气蒸馏再沸器在垂直管内流动沸腾系统中引入惰性气体,可使传热显着增强,从而开发了“载气蒸发”技术。这种载气蒸发方法显然也可用于惰气蒸馏的再沸器,使传热得到强化。

    流体从蒸馏塔底进入再沸器的加热管,惰气也从加热管底部引入。引入惰气能使传热显着增强,这是由于在惰气气泡与沸腾液体接触的最初时刻,气液界面上液体迅速汽化,从临近液体取出汽化潜热。使气液界面上的液体温度降低形成一个“界面汽化阱”。

    外循坏式惰气蒸馏再沸器

    10、强制循环式再沸器

    强制流动再沸器沸腾过程发生在管内侧,流体循环的东里由高容量泵提供。通常,确保蒸发率小于1%,而流体经过出口管处的阀门后将完全闪蒸。强制流动再沸器的最佳应用场合为严重结垢和极高黏性的流体。

    在流体保持很高的流速和非常低的蒸发率的条件下,可以使结垢的速率大大减小,然而要求泵的流速很高,这就导致泵的造价和能源消耗很高。

    强制循环式再沸器

    11、强制流动立式再沸器

    除了强制水平式再沸器外,比较常用的还有强制流动立式再沸器,其可供酒精塔糟液的循环蒸发和压出之用。其釜底液可参与再沸器的循环,另一部分也可借抽压力排出而进入具一定压头的后续设备,如糟液二次预热器等。

    此种装置,如果在特殊场合使用,其器顶部也可设计成具有一定分离空间者,当蒸汽循导汽管分离出去后,部分流体可以从此部位分出而进入低位贮罐。

    强制流动立式再沸器

    12、强制流动水平再沸器

    沸腾过程发生在管内侧,流体循环的动力由高容量泵提供。通常,确保蒸发率小于1%,而流体经过出口管处的阀门后将完全闪蒸。强制流动再沸器的最佳应用场合为严重结垢和极高粘性的流体。

    在流体保持很高的流速和非常低的蒸发率的条件下,可使结垢的速率大大减小,然而这就要求有效流速在5—6ms,因此泵的造价和能源的消耗都很高。

    强制流动水平再沸器

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