詳細(xì)介紹
重沸器(也稱再沸器)顧名思義是使液體再一次汽化。它的結(jié)構(gòu)與冷凝器差不多,不過(guò)一種是用來(lái)降溫,而重沸器是用來(lái)升溫汽化。
重沸器多與分餾塔合用:重沸器是一個(gè)能夠交換熱量,同時(shí)有汽化空間的一種特殊換熱器。在重沸器中的物料液位和分餾塔液位在同一高度。從塔底線提供液相進(jìn)入到重沸器中。通常在重沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的兩相流被送回到分餾塔中,返回塔中的氣相組分向上通過(guò)塔盤(pán),而液相組分掉回到塔底。
物料在重沸器受熱膨脹甚至汽化,密度變小,從而離開(kāi)汽化空間,順利返回到塔里,返回塔中的氣液兩相,氣相向上通過(guò)塔盤(pán),而液相會(huì)掉落到塔底。由于靜壓差的作用,塔底將會(huì)不斷補(bǔ)充被蒸發(fā)掉的那部分液位。
重沸器的特點(diǎn):
1、總傳熱系數(shù)是碳鋼、不銹鋼列管式換熱器的2倍以上;
2、耐溫耐壓高;
3、因自身全圓弧柔性過(guò)度結(jié)構(gòu),對(duì)流體實(shí)現(xiàn)變截面流動(dòng),形成正壓差和負(fù)壓差,自除垢、防垢能力非常強(qiáng);
4、管壁薄(0.8-1.0mm),自身波紋結(jié)構(gòu)無(wú)應(yīng)力,無(wú)溫度梯度,流體溫度幾乎瞬間均一;
5、壓降??;
6、應(yīng)力分布均勻,不出現(xiàn)拉裂變;
7、換熱管束可拆卸、抽出、維修和清洗;
8、換熱面積是同等條件下碳鋼、不銹鋼的60%即可充分滿足工況條件;
重沸器類型:
立式:熱虹吸式、強(qiáng)制循環(huán)式
臥式:熱虹吸式、強(qiáng)制循環(huán)式、釜式重沸器、內(nèi)置式重沸器
立式熱虹吸:
▲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。
▲殼程不能機(jī)械清洗,不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)。
▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。
臥式熱虹吸:
▲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,傳熱系數(shù)中等,維護(hù)、清理方便。
▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。
強(qiáng)制循環(huán)式:
▲適于高粘度、熱敏性物料,固體懸浮液和長(zhǎng)顯熱段和低蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。
釜式重沸器:
▲可靠性高,維護(hù)、清理方便。
▲傳熱系數(shù)小,殼體容積大,占地面積大,造價(jià)高,易結(jié)垢。
內(nèi)置式重沸器:
▲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳熱面積小,傳熱效果不理想。
重沸器結(jié)垢:
重沸器在化工廠應(yīng)用非常廣泛,重沸器(也稱再沸器)能使液體再一次汽化,是一個(gè)能夠交換熱量,同時(shí)汽化液體的一種特殊換熱器;多與分餾塔合用;物料在重沸器受熱膨脹甚至汽化,密度變小,從而離開(kāi)汽化空間,順利返回到塔里。長(zhǎng)期使用后,換熱管中結(jié)有物料垢,當(dāng)垢層越來(lái)越厚,生產(chǎn)效率降低,甚至造成停產(chǎn)事故,重沸器除垢可采用清洗劑清洗。
腐蝕:
在生產(chǎn)過(guò)程中,由于換熱器管板受水分沖刷、氣蝕和微量化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏,導(dǎo)致水和化工材料出現(xiàn)混合,生產(chǎn)工藝溫度難以控制,致使生成其它產(chǎn)品,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品等級(jí)。冷凝器管板焊縫滲漏后,企業(yè)通常利用傳統(tǒng)補(bǔ)焊的方法進(jìn)行修復(fù),管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,且難以消除,致使其它換熱器出現(xiàn)滲漏,企業(yè)通過(guò)打壓,檢驗(yàn)設(shè)備修復(fù)情況,反復(fù)補(bǔ)焊、實(shí)驗(yàn),2~4人需要幾天時(shí)間才能修復(fù)完成,使用幾個(gè)月后管板焊縫再次出現(xiàn)腐蝕,給企業(yè)帶來(lái)人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi),生產(chǎn)成本的增加。
重沸器應(yīng)用:

立式熱虹吸重沸器:立式熱虹吸重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重沸器間的流動(dòng)循環(huán)。立式及臥式熱虹吸重沸器本身沒(méi)有氣、液分離空間和緩沖區(qū),這些均由塔釜提供。
工藝物流測(cè)在管程,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。汽化率為3%-35%??捎糜谡婵蘸偷蛪合到y(tǒng)。
這種重沸器具有的特點(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;
殼程不能機(jī)械清洗,不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì);
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):
管長(zhǎng)通常受塔裙高度、傳熱面積的限制。維修和清洗困難,不能用于有過(guò)流量和突然脈動(dòng)可能的系統(tǒng),當(dāng)沸點(diǎn)有較高的提升時(shí)會(huì)使蒸汽的發(fā)生率較低。

臥式熱虹吸:
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重沸器,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差,產(chǎn)生靜壓差,成為流體自然循環(huán)的推動(dòng)力。
這種重沸器具有的特點(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,傳熱系數(shù)中等,維護(hù)、清理方便。
塔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。
臥式重沸器:工藝物流測(cè)在殼程,傳熱系數(shù)中偏高,投資適中,占地面積大,裙座高度低,汽化率為3%-35%。
缺點(diǎn):
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)。
適用場(chǎng)合:
對(duì)于寬沸點(diǎn)范圍的流體,應(yīng)設(shè)水平折流板,以防止輕組分在進(jìn)口處閃蒸及重組分在出口處濃縮。為了防止流動(dòng)阻塞和流動(dòng)不穩(wěn)定,應(yīng)對(duì)大熱流密度加以限制。該型重沸器適用于中等壓力、中等溫差及低靜壓頭的場(chǎng)合

強(qiáng)制循環(huán)式重沸器:
強(qiáng)制循環(huán)式重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.
適用場(chǎng)合
適于高粘度、熱敏性物料,固體懸浮液和長(zhǎng)顯熱段和低蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。
強(qiáng)制流動(dòng)重沸器的佳應(yīng)用場(chǎng)合為嚴(yán)重結(jié)垢和粘性的流體。

釜式重沸器:
釜式重沸器由一個(gè)帶有氣液分離空間的殼體和一個(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)。重沸器內(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%。
這種重沸器具有的特點(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)置式重沸器 :
塔內(nèi)置式重沸器的特點(diǎn)是管束直接插入蒸餾塔的塔底液池中。其他同釜式重沸器一樣,其優(yōu)點(diǎn)亦和釜式重沸器相同。
這種重沸器具有的特點(diǎn):
內(nèi)置式重沸器是將重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)比釜式重沸器低。
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。
重沸器的布置要求:
( 1) 重沸器應(yīng)盡量靠近塔體布置,甚至重沸器的管口可與塔的管口直接對(duì)接。若重沸器與塔直接對(duì)接,且 PID 圖上兩管口之間有儀表接口,則該儀表接口應(yīng)讓設(shè)備改在對(duì)接的任一管口上。
( 2) 帶雙重沸器的塔,重沸器以對(duì)稱布置為宜。
( 3) 塔底與重沸器連接的汽相管中心與重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重沸器的效率。
( 4) 重沸器的支座位置應(yīng)這樣確定: 重沸器與塔的相連管口的向上位移應(yīng)相同。支座位置確定后應(yīng)及時(shí)反饋給設(shè)備專業(yè)。對(duì)于立式虹吸式重沸器,塔釜正常液位通常與重沸器上管板相當(dāng),為了適應(yīng)液位的波動(dòng),重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。
( 5) 多臺(tái)重沸器與塔布置時(shí),重沸器的位置和安裝高度除應(yīng)保證工藝要求外,還應(yīng)滿足進(jìn)出口集合管的布置要求,并便于操作和檢修。
( 6) 用蒸汽或熱載體加熱的臥式重沸器應(yīng)靠近塔體布置,并與塔體維持一定高差,二者之間的距離應(yīng)滿足管道布置要求,重沸器抽管束的一端應(yīng)有檢修場(chǎng)地和通道。
重沸器生根在塔體上,既可全生根,亦可半生根:

重沸器是否生根在塔上,除了滿足工藝要求外,還應(yīng)考慮重沸器自身的大小和質(zhì)量以及精餾塔的可承載能力。
圖( a) 中重沸器的體積相對(duì)較小,質(zhì)量也不是很大,可以依托在塔體上。
圖 ( b) 中重沸器的體積相對(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)。
重沸器安裝在單獨(dú)的支架或框架上:

重沸器是否安裝在單獨(dú)的支架或框架或地面上,除了滿足工藝要求外,還要考慮重沸器的形式。
圖 (a) 中的重沸器因周邊沒(méi)有可利用的框架,因此應(yīng)將 2 臺(tái)重沸器聯(lián)合布置,以方便操作維修;
圖 ( b) 中一臥式重沸器直接支撐于地面,另一重沸器利用周邊框架進(jìn)行布置,這樣布置就更為經(jīng)濟(jì),操作亦更為方便。
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