再沸器的類(lèi)型和典型布置方案

再沸器的類(lèi)型和典型布置方案再沸器(Reboiler)是蒸餾塔底或側(cè)線的熱交換器，用來(lái)汽化一部分液相產(chǎn)物返回塔內(nèi)作氣相回流，使塔內(nèi)汽液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行，同時(shí)提供蒸餾過(guò)程所需的熱量，又稱(chēng)重沸器。大多數(shù)的再沸器為管殼式換熱器。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中不同的需要，沸騰過(guò)程既可以發(fā)生在殼程,也可以發(fā)生在管程。工程上對(duì)再沸器的基本要求是操作穩(wěn)定、調(diào)節(jié)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造容易、安裝檢修方便、使用周期長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，同時(shí)也應(yīng)考慮其占地面積和安裝空間高度要合適。一般來(lái)說(shuō)，同時(shí)滿(mǎn)足上述各項(xiàng)要求是困難的，故在設(shè)計(jì)上應(yīng)進(jìn)行全面分析、綜合考慮，找出主要的、起決定性作用的要求，選擇一種比較合理的再沸器形式。一、再沸器的類(lèi)型根據(jù)循環(huán)形式，再沸器分為自然循環(huán)式熱虹吸和強(qiáng)制循環(huán)式熱虹圖1自然循環(huán)式熱虹吸再沸器工藝流程自然循環(huán)式熱虹吸再沸器在國(guó)內(nèi)的精餾塔(裝置)工藝中最為常用。自然循環(huán)式熱虹吸再沸器依靠塔釜內(nèi)的液體靜壓頭和再沸器內(nèi)兩相流的密度差產(chǎn)生推動(dòng)力形成熱虹吸式運(yùn)動(dòng)。利用再沸器中氣液混合物和塔底液體的密度差作為推動(dòng)力，增加流體在管內(nèi)的流動(dòng)速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱系數(shù)。仆.力表溫度表冷凝液液位變送、0現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)仆.力表溫度表冷凝液液位變送、0現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)壓力表圖2 強(qiáng)制循環(huán)式熱虹吸再沸器工藝流程強(qiáng)制循環(huán)式熱虹吸再沸器用泵強(qiáng)制把流體從塔中抽出，送入再沸器加熱循環(huán)。用蒸汽加熱的再沸器，可在蒸汽管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，控制蒸汽流量，或在冷凝液出口管上安裝調(diào)節(jié)閥，改變?cè)俜衅鲀?nèi)冷凝的液位而調(diào)節(jié)熱量。根據(jù)安裝形式，再沸器分為立式和臥式立式有熱虹吸式，強(qiáng)制循環(huán)式。臥式有熱虹吸式，強(qiáng)制循環(huán)式，釜式再沸器，內(nèi)置式再沸器。立式熱虹吸再沸器

立式熱虹吸再沸器是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)。立式及臥式熱虹吸再沸器本身沒(méi)有氣、液分離空間和緩沖區(qū)，這些均由塔釜提供。立式熱虹吸再沸器加熱介質(zhì)走殼側(cè)，工藝物流走管程，在管內(nèi)汽化，傳熱系數(shù)高，投資低，為獲得好的循環(huán)，可能需要比較高的塔裙高度，適用于真空和低壓系統(tǒng)。特點(diǎn):?循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差；?結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高；?釜液在加熱段的停留時(shí)間短，不易結(jié)垢，管程容易清洗，且調(diào)節(jié)方便；?塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)；?設(shè)備被直接安裝在塔旁由于管線系統(tǒng)簡(jiǎn)單故設(shè)備造價(jià)低。

缺點(diǎn)：由于殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)；再沸器要求的靜壓頭比較大，需要塔的安裝高度較高；且單個(gè)設(shè)備的傳熱面積有一定限制。臥式熱虹吸再沸器加熱介質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)，管程可以為單流程，也可以為多流程。進(jìn)料是從塔底下降管引入再沸器，液體在殼程沸騰發(fā)生汽化，形成密度較小的汽液混合物，由于進(jìn)料管和排出管中液體的密度是產(chǎn)生靜壓是成為流體自然循環(huán)的推動(dòng)力。特點(diǎn)：?循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。?占地面積大，裙座高度低，傳熱系數(shù)中等，維護(hù)、清理方便。?苔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。?有較高的循環(huán)率，因而有較高的流速和較低的出口干度，從而防止了高沸點(diǎn)組分的積聚和降低了結(jié)垢的速率。?清洗方便，傳熱面積較大。缺點(diǎn)：?占地面積大，且為獲得好的流體分布，通常使用多個(gè)接管，這樣造成了管線系統(tǒng)的復(fù)雜，提高了設(shè)備價(jià)。出口管線較長(zhǎng)，壓力降較大，不適于低壓和真空操作工況以及結(jié)垢較嚴(yán)重的場(chǎng)合。?中等黏度的流體在臥式中的沸騰狀態(tài)比在立式中要好，當(dāng)流體黏度小于0.5cP時(shí)，可考慮采用立式熱虹吸；但當(dāng)黏度大于0.5cP時(shí)，則考慮采用臥式熱虹吸再沸器。強(qiáng)制循環(huán)式再沸器

強(qiáng)制循環(huán)式再沸器是依靠泵輸入機(jī)械功進(jìn)行流體的循環(huán)。在多數(shù)系統(tǒng)中一般適合采用外沸騰管束。通常，確保蒸發(fā)率小于1%，而流體經(jīng)過(guò)出口管處的閥門(mén)后將完全閃蒸。另外，循環(huán)率是受到泵控制的，因此要考慮泵動(dòng)力消耗的費(fèi)用，可以通過(guò)流體的循環(huán)體積、首期投資和操作費(fèi)用來(lái)優(yōu)化計(jì)算循環(huán)率.液面控制I底部沉積物適用場(chǎng)合?適于高粘度、熱敏性物料，固體懸浮液和長(zhǎng)顯熱段和彳氐蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。?強(qiáng)制流動(dòng)再沸器的最佳應(yīng)用場(chǎng)合為嚴(yán)重結(jié)垢和極高粘性的流體。釜式再沸器

金式再沸器由一個(gè)常有氣液分離空I日」的殼體和一個(gè)可抽出的管束組成，管束末端有溢流堰，以保證管束能有效地浸沒(méi)在液體中。溢流堰外側(cè)空間作為出料液體的緩沖區(qū)。再沸器內(nèi)液體的裝填系數(shù)，對(duì)于不易起泡沫的物系為80%，對(duì)于易起泡沫的物系則不超過(guò)65%。特點(diǎn)：?對(duì)流體力學(xué)參數(shù)不敏感，可靠性高，可在高真空下操作，維護(hù)與清理方便。缺點(diǎn)：?傳熱系數(shù)小，殼體容積大，占地面積大，造價(jià)高，塔釜液在加熱段停留時(shí)間長(zhǎng)，易結(jié)垢。內(nèi)置式再沸器

塔內(nèi)置式再沸器的特點(diǎn)是管束直接插入蒸餾塔的塔底液池中。其他同釜式再沸器一樣,其優(yōu)點(diǎn)亦和釜式再沸器相同。液面控制特點(diǎn):T底部沉積物?內(nèi)置式再沸器是將再沸器的管束直接置于塔釜內(nèi)而成，省去了殼體及連接管路，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比釜式再沸器低。缺點(diǎn)：?由于是塔內(nèi)置的形式，管束長(zhǎng)度受蒸餾塔直徑限制，故尺寸有限。塔釜空間容積有限，傳熱面積不能太大，傳熱效果不夠理想。小結(jié)：再沸器的選擇上，盡量使用立式熱虹吸再沸器；控制方案中不對(duì)塔釜液面進(jìn)行嚴(yán)格控制的，一般選用釜式再沸器；在沒(méi)有足夠的空間高度的情況下，考慮選用臥式熱虹吸再沸器或者釜式再沸器。高粘度的情況下選用強(qiáng)制循環(huán)式再沸器。二、再沸器的布置要求1.再沸器應(yīng)盡量靠近塔體布置，甚至再沸器的管口可與塔的管口直接對(duì)接。帶雙再沸器的塔，再沸器以對(duì)稱(chēng)布置為宜。塔底與再沸器連接的汽相管中心與再沸器管板的距離不應(yīng)太大，以免造成熱虹吸效果不好而影響再沸器的效率。再沸器的支座位置應(yīng)這樣確定:再沸器與塔的相連管口的向上位移應(yīng)相同。對(duì)于立式虹吸式再沸器，塔釜正常液位通常與再沸器上管板相當(dāng)，為了適應(yīng)液位的波動(dòng)，再沸器管板的高度和塔的氣相連接管下端高度應(yīng)當(dāng)留有適當(dāng)余量。多臺(tái)再沸器與塔布置時(shí)，再沸器的位置和安裝高度除應(yīng)保證工藝要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足進(jìn)出口集合管的布置要求，并便于操作和檢修。用蒸汽或熱載體加熱的臥式再沸器應(yīng)靠近塔體布置，并與塔體維持一定高度差，二者之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足管道布置要求，再沸器抽管束的一端應(yīng)有檢修場(chǎng)地和通道。三、典型設(shè)備布置方案再沸器生根在塔體上，既可全生根，亦可半生根

再沸器是否生根在塔上，除了滿(mǎn)足工藝要求外，還應(yīng)考慮再沸器自身的大小和質(zhì)量以及精餾塔的可承載能力。圖（a）中再沸器的體積相對(duì)較小，質(zhì)量也不是很大，完全可以依托在塔體上。圖（b）中再沸器的體積相對(duì)較大，在布置空間不是很大的情況下，就應(yīng)采用半生根的方式，這樣的布置就較為緊湊，占地面積小，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。再沸器安裝在單獨(dú)的支架