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換熱類壓力容器

重沸器

產品描述│▩:重沸器是一個能夠交換熱量▩│↟☁,同時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入到重沸器中◕╃▩▩✘。
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重沸器(也稱再沸器)顧名思義是使液體再一次汽化◕╃▩▩✘。它的結構與冷凝器差不多▩│↟☁,不過一種是用來降溫▩│↟☁,而重沸器是用來升溫汽化◕╃▩▩✘。

重沸器多與分餾塔合用│▩:重沸器是一個能夠交換熱量▩│↟☁,同時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透過塔盤▩│↟☁,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▩│↟☁,從而離開汽化空間▩│↟☁,順利返回到塔裡▩│↟☁,返回塔中的氣液兩相▩│↟☁,氣相向上透過塔盤▩│↟☁,而液相會掉落到塔底◕╃▩▩✘。由於靜壓差的作用▩│↟☁,塔底將會不斷補充被蒸發掉的那部分液位◕╃▩▩✘。


重沸器的特點│▩:

1·☁•、總傳熱係數是碳鋼·☁•、不鏽鋼列管式換熱器的2倍以上;

2·☁•、耐溫耐壓高;

3·☁•、因自身全圓弧柔性過度結構▩│↟☁,對流體實現變截面流動▩│↟☁,形成正壓差和負壓差▩│↟☁,自除垢·☁•、防垢能力非常強;

4·☁•、管壁薄(0.8-1.0mm)▩│↟☁,自身波紋結構無應力▩│↟☁,無溫度梯度▩│↟☁,流體溫度幾乎瞬間均一;

5·☁•、壓降小;

6·☁•、應力分佈均勻▩│↟☁,不出現拉裂變;

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·☁•、不鏽鋼的60%即可充分滿足工況條件;


重沸器型別│▩:

立式│▩:熱虹吸式·☁•、強制迴圈式

臥式│▩:熱虹吸式·☁•、強制迴圈式·☁•、釜式重沸器·☁•、內建式重沸器

立式熱虹吸│▩:

▲迴圈推動力│▩:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差◕╃▩▩✘。

▲結構緊湊·☁•、佔地面積小·☁•、傳熱係數高◕╃▩▩✘。

▲殼程不能機械清洗▩│↟☁,不適宜高粘度·☁•、或髒的傳熱介質◕╃▩▩✘。

▲塔釜提供氣液分離空間和緩衝區◕╃▩▩✘。

臥式熱虹吸│▩:

▲迴圈推動力│▩:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差◕╃▩▩✘。

▲佔地面積大▩│↟☁,傳熱係數中等▩│↟☁,維護·☁•、清理方便◕╃▩▩✘。

▲塔釜提供氣液分離空間和緩衝區◕╃▩▩✘。

強制迴圈式│▩:

▲適於高粘度·☁•、熱敏性物料▩│↟☁,固體懸浮液和長顯熱段和低蒸發比的高阻力系統◕╃▩▩✘。

釜式重沸器│▩:

▲可靠性高▩│↟☁,維護·☁•、清理方便◕╃▩▩✘。

▲傳熱係數小▩│↟☁,殼體容積大▩│↟☁,佔地面積大▩│↟☁,造價高▩│↟☁,易結垢◕╃▩▩✘。

內建式重沸器│▩:

▲結構簡單◕╃▩▩✘。傳熱面積小▩│↟☁,傳熱效果不理想◕╃▩▩✘。


重沸器結垢│▩:

重沸器在化工廠應用非常廣泛▩│↟☁,重沸器(也稱再沸器)能使液體再一次汽化▩│↟☁,是一個能夠交換熱量▩│↟☁,同時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▩│↟☁,從而離開汽化空間▩│↟☁,順利返回到塔裡◕╃▩▩✘。長期使用後,換熱管中結有物料垢▩│↟☁,當垢層越來越厚,生產效率降低,甚至造成停產事故▩│↟☁,重沸器除垢可採用清洗劑清洗◕╃▩▩✘。

腐蝕│▩:

在生產過程中▩│↟☁,由於換熱器管板受水分沖刷·☁•、氣蝕和微量化學介質的腐蝕▩│↟☁,管板焊縫處經常出現滲漏▩│↟☁,導致水和化工材料出現混合▩│↟☁,生產工藝溫度難以控制▩│↟☁,致使生成其它產品▩│↟☁,嚴重影響產品質量▩│↟☁,降低產品等級◕╃▩▩✘。冷凝器管板焊縫滲漏後▩│↟☁,企業通常利用傳統補焊的方法進行修復▩│↟☁,管板內部易產生內應力▩│↟☁,且難以消除▩│↟☁,致使其它換熱器出現滲漏▩│↟☁,企業透過打壓▩│↟☁,檢驗裝置修復情況▩│↟☁,反覆補焊·☁•、實驗▩│↟☁,2~4人需要幾天時間才能修復完成▩│↟☁,使用幾個月後管板焊縫再次出現腐蝕▩│↟☁,給企業帶來人力·☁•、物力·☁•、財力的浪費▩│↟☁,生產成本的增加◕╃▩▩✘。

重沸器應用│▩:

重沸器(圖1)

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汽液混合物的密度差形成迴圈推動力▩│↟☁,構成工藝物流在精餾塔底與重沸器間的流動迴圈◕╃▩▩✘。立式及臥式熱虹吸重沸器本身沒有氣·☁•、液分離空間和緩衝區▩│↟☁,這些均由塔釜提供◕╃▩▩✘。

工藝物流測在管程▩│↟☁,傳熱係數高▩│↟☁,投資低▩│↟☁,為獲得好的迴圈▩│↟☁,可能需要比較高的塔裙高度◕╃▩▩✘。汽化率為3%-35%◕╃▩▩✘。可用於真空和低壓系統◕╃▩▩✘。

這種重沸器具有的特點│▩:

迴圈推動力│▩:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差;

結構緊湊·☁•、佔地面積小·☁•、傳熱係數高;

殼程不能機械清洗▩│↟☁,不適宜高粘度·☁•、或髒的傳熱介質;

塔釜提供氣液分離空間和緩衝區;

裝置被直接安裝在塔旁由於管線系統簡單,故裝置造價低◕╃▩▩✘。

缺點│▩:

管長通常受塔裙高度·☁•、傳熱面積的限制◕╃▩▩✘。維修和清洗困難▩│↟☁,不能用於有過流量和突然脈動可能的系統▩│↟☁,當沸點有較高的提升時會使蒸汽的發生率較低◕╃▩▩✘。

重沸器(圖2)

臥式熱虹吸│▩:

加熱介質在管內流動,管程可以為單流程,也可以為多流程◕╃▩▩✘。進料是從塔底下降管引入重沸器,液體在殼程沸騰發生汽化,形成密度較小的汽液混合物,由於進料管和排出管中液體的密度差,產生靜壓差,成為流體自然迴圈的推動力◕╃▩▩✘。

這種重沸器具有的特點│▩:

迴圈推動力│▩:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差◕╃▩▩✘。

佔地面積大▩│↟☁,傳熱係數中等▩│↟☁,維護·☁•、清理方便◕╃▩▩✘。

塔釜提供氣液分離空間和緩衝區◕╃▩▩✘。

有較高的迴圈率,因而有較高的流速和較低的出口幹度,從而防止了高沸點組分的積聚和降低了結垢的速率◕╃▩▩✘。

臥式重沸器│▩:工藝物流測在殼程▩│↟☁,傳熱係數中偏高▩│↟☁,投資適中▩│↟☁,佔地面積大▩│↟☁,裙座高度低▩│↟☁,汽化率為3%-35%◕╃▩▩✘。

缺點│▩:

為獲得好的流體分佈▩│↟☁,通常使用多個接管▩│↟☁,這樣造成了管線系統的複雜▩│↟☁,提高了裝置價◕╃▩▩✘。

適用場合│▩:

對於寬沸點範圍的流體,應設水平折流板,以防止輕組分在進口處閃蒸及重組分在出口處濃縮◕╃▩▩✘。為了防止流動阻塞和流動不穩定,應對大熱流密度加以限制◕╃▩▩✘。該型重沸器適用於中等壓力·☁•、中等溫差及低靜壓頭的場合

重沸器(圖3)

強制迴圈式重沸器│▩:

強制迴圈式重沸器是依靠泵輸入機械功進行流體的迴圈◕╃▩▩✘。在多數系統中一般適合採用外沸騰管束◕╃▩▩✘。通常,確保蒸發率小於1%,而流體經過出口管處的閥門後將完全閃蒸◕╃▩▩✘。另外▩│↟☁,迴圈率是受到泵控制的▩│↟☁,因此要考慮泵動力消耗的費用▩│↟☁,可以透過流體的迴圈體積·☁•、首期投資和操作費用來最佳化計算迴圈率.

適用場合

適於高粘度·☁•、熱敏性物料▩│↟☁,固體懸浮液和長顯熱段和低蒸發比的高阻力系統◕╃▩▩✘。

強制流動重沸器的佳應用場合為嚴重結垢和極高粘性的流體◕╃▩▩✘。

重沸器(圖4)

釜式重沸器│▩:

釜式重沸器由一個帶有氣液分離空間的殼體和一個可抽出的管束組成▩│↟☁,管束末端有溢流堰▩│↟☁,以保證管束能有效地浸沒在液體中◕╃▩▩✘。溢流堰外側空間作為出料液體的緩衝區◕╃▩▩✘。重沸器內液體的裝填係數▩│↟☁,對於不易起泡沫的物係為80%▩│↟☁,對於易起泡沫的物系則不超過65%◕╃▩▩✘。

這種重沸器具有的特點│▩:

對流體力學引數不敏感▩│↟☁,可靠性高▩│↟☁,可在高真空下操作▩│↟☁,維護與清理方便◕╃▩▩✘。

缺點│▩:

傳熱係數小▩│↟☁,殼體容積大▩│↟☁,佔地面積大▩│↟☁,造價高▩│↟☁,塔釜液在加熱段停留時間長▩│↟☁,易結垢◕╃▩▩✘。

重沸器(圖5)

內建式重沸器 │▩:

塔內建式重沸器的特點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,其優點亦和釜式重沸器相同◕╃▩▩✘。

這種重沸器具有的特點│▩:

內建式重沸器是將重沸器的管束直接置於塔釜內而成▩│↟☁,省去了殼體及連線管路▩│↟☁,其結構簡單▩│↟☁,造價比釜式重沸器低◕╃▩▩✘。

缺點│▩:

由於是塔內建的形式▩│↟☁,管束長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◕╃▩▩✘。


重沸器的佈置要求│▩:

( 1) 重沸器應儘量靠近塔體佈置▩│↟☁,甚至重沸器的管口可與塔的管口直接對接◕╃▩▩✘。若重沸器與塔直接對接▩│↟☁,且 PID 圖上兩管口之間有儀表介面▩│↟☁,則該儀表介面應讓裝置改在對接的任一管口上◕╃▩▩✘。

( 2) 帶雙重沸器的塔▩│↟☁,重沸器以對稱佈置為宜◕╃▩▩✘。

( 3) 塔底與重沸器連線的汽相管中心與重沸器管板的距離不應太大▩│↟☁,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這樣確定: 重沸器與塔的相連管口的向上位移應相同◕╃▩▩✘。支座位置確定後應及時反饋給裝置專業◕╃▩▩✘。對於立式虹吸式重沸器▩│↟☁,塔釜正常液位通常與重沸器上管板相當▩│↟☁,為了適應液位的波動▩│↟☁,重沸器管板的高度和塔的氣相連線管下端高度應當留有適當餘量◕╃▩▩✘。

( 5) 多臺重沸器與塔布置時▩│↟☁,重沸器的位置和安裝高度除應保證工藝要求外▩│↟☁,還應滿足進出口集合管的佈置要求▩│↟☁,並便於操作和檢修◕╃▩▩✘。

( 6) 用蒸汽或熱載體加熱的臥式重沸器應靠近塔體佈置▩│↟☁,並與塔體維持一定高差▩│↟☁,二者之間的距離應滿足管道佈置要求▩│↟☁,重沸器抽管束的一端應有檢修場地和通道◕╃▩▩✘。

重沸器生根在塔體上▩│↟☁,既可全生根▩│↟☁,亦可半生根│▩:

重沸器(圖6)

重沸器是否生根在塔上▩│↟☁,除了滿足工藝要求外▩│↟☁,還應考慮重沸器自身的大小和質量以及精餾塔的可承載能力◕╃▩▩✘。

圖( a) 中重沸器的體積相對較小▩│↟☁,質量也不是很大▩│↟☁,完全可以依託在塔體上◕╃▩▩✘。

圖 ( b) 中重沸器的體積相對較大▩│↟☁,在佈置空間不是很大的情況下▩│↟☁,就應採用半生根的方式▩│↟☁,這樣的佈置就較為緊湊▩│↟☁,佔地面積小▩│↟☁,經濟性強◕╃▩▩✘。

重沸器安裝在單獨的支架或框架上│▩:

重沸器(圖7)

重沸器是否安裝在單獨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有可利用的框架▩│↟☁,因此應將 2 臺重沸器聯合佈置▩│↟☁,以方便操作維修;

圖 ( b) 中一臥式重沸器直接支撐於地面▩│↟☁,另一重沸器利用周邊框架進行佈置▩│↟☁,這樣佈置就更為經濟▩│↟☁,操作亦更為方便◕╃▩▩✘。


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