МИНОБРНАУКИ РОССИИ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

Отделение Проектирования, сооружения и эксплуатации систем

трубопроводного транспорта

Кафедра Термодинамики и тепловых двигателей

Оценка комиссии: Рейтинг:

Подписи членов комиссии:

(дата)

РЕФЕРАТ

по дисциплине Теплообменные аппараты топливно-энергетического

комплекса

Москва, 2020

2

Введение

Название Ребойлер произошло из английского Reboiler, где при произношении есть звук «и», но так же произносить это слово по русски неправильно. Reboiler состоит из глагола boil (кипеть) и приставки re (повторять действие).

Ребойлер - испаритель с паровым пространством. Направление использования - превращение жидкости в пар высокого давления.

Этот вид теплообменника обычно используется в качестве подогревателя низа и поддержания процесса, ректификационных колонн. Выполняет функцию выпаривания части физических и химических растворов с помощью пара.

Конструктивно ребойлер состоит из 2-х зон: трубная и межтрубная. Различаю следующие виды ребойлеров:

•Термосифонный;

•С вынужденной циркуляцией;

•Ребойлер с паровым пространством (кипятильник); Далее рассмотрим более подробно каждый вид.

3

1. Термосифонный ребойлер

Он работает благодаря естественной циркуляции жидкости. Кипение происходит в трубах при вертикальном исполнении, или в кожухе при горизонтальном исполнении аппарата (см. Рисунок 1).

В вертикальном термосифоне, жидкость циркулирует благодаря различию плотности парожидкостной смеси (двухфазный поток) выходящей из аппарата плотностью жидкости поступающей в аппарат из колонны.

Преимущества:

•наиболее экономичный вариант, поскольку не требуется насос. Недостатки:

•не подходит для высоковязкой жидкости ;

•возможно увеличение стоимости при установке на необходимую высоту для получения эффекта термосифона ;

•не подходит для низкого температурного напора из-за повышения точки кипения, возникающей из-за статического напора вертикального столба жидкости.

Рис. 1. Термосифонный ребойлеры в вертикальном и горизонтальном исполнении.

4

2. Ребойлер с вынужденной конвекцией

Вынужденная циркуляция в ребойлере происходит посредством насоса. Аппарат с такой циркуляцией может иметь вертикальное или горизонтальное исполнение. Ребойлер с вынужденной циркуляцией аналогичен вертикальному термосифонному ребойлеру за исключением того, что сообщение с колонной происходит за счет работы насоса (см. Рисунок 2).

Расчет коэффициента теплопередачи в данном аппарате предполагает, что, тепло передается только вынужденной конвекцией. Поэтому методика теплогидравлического расчета будет аналогична, как для кожухотрубного аппарата.

Преимущества:

•подходит для вязких и сильно загрязняющих теплообменную поверхность жидкостей.

Недостатки:

•высокие затраты на перекачку и обслуживание;

•требуется насос для сообщения с колонной.

Рис. 2. Ребойлер с вынужденной конвекцией в вертикальном исполнении

5

3. Ребойлер с паровым пространством

Пучок труб данного аппарата находится постоянно погруженным в поступающую из колонных жидкость. Это обусловлено наличием переливной перегородки, которая обеспечивает постоянный уровень в аппарате. Высота перегородки, как правило, на 5 – 15 см выше пучка, чтобы обеспечить гарантированное затопление труб. Кожух аппарата имеет гораздо больший размер диаметра по отношению к пучку по сравнению со стандартными кожухотрубными теплообменниками. Диаметр пучка составляет 40-60% от диаметра кожуха (парового пространства) (см. Рисунок 3).

Преимущества:

•подходит для работы под вакуумом;

•подходит для высокой скорости испарения (до 80% от поступающего потока).

Недостатки:

•теплопередача ниже по сравнению с другими типами ребойлеров;

•не подходит для потоков с высокой склонностью к загрязнению.

Рис. 3. Ребойлер с паровым пространством

6