釜式再沸器
毕业设计-釜式再沸器设计
本科生毕业设计（论文）摘要文章主要介绍了再沸器的工艺设计和机械设计计算。
其中工艺设计计算包括获取进料与加热介质的操作条件及有关基础数据，确定再沸器的传热温差，算出热负荷，计算总传热系数，并对初估传热系数进行校核以及再沸器各部分的压力降的计算；机械设计部分包括确定再沸器的换热管、壳体、封头、管箱、法兰、接管、管板、支持板以及其他所有零部件的结构尺寸和材料，并对换热器所有受压元件进行强度计算。
最后，简单介绍了再沸器的制造、检验、安装、试车、维护与维修。
关键词：换热管；再沸器；法兰；机械设计本科生毕业设计（论文）AbstractIntroduces a reboiler process design and mechanical design calculations. Process design, including access to feed and heating medium, operating conditions and the underlying data to determine the reboiler heat transfer temperature difference to calculate the heat load calculate the overall heat transfer coefficient, and preliminary estimates suggest that the heat transfer coefficient check, and then reboiler pressure drop calculation; mechanical design section to determine the reboiler heat exchange tubes, shell, head tube box, flange, receivership, tube plate, support plate, and all other parts of the structure size and materials, and heat exchanger pressure parts for the strength calculation. Finally, a simple the reboiler manufacturing, testing, installation, commissioning, maintenance and repair.Key words：heat transfer tube；reboiler；flanges；design of mechanical目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1换热器及传热研究的现状 (1)1.2换热器的发展趋势 (2)第2章再沸器的选型 (4)2.1 概述 (4)2.2 釜式再沸器 (4)2.3 塔内置式再沸器 (5)2.4 水平热虹吸再沸器 (5)2.5 立式管侧热虹吸再沸器 (6)2.6 立式壳侧热虹吸再沸器 (7)2.7 强制流动再沸器 (8)第3章再沸器的工艺设计计算 (10)3.1 设计任务与设计条件 (10)3.2 估算设备尺寸 (10)3.3 传热系数的校核 (12)3.4 阻力校核 (15)第4章再沸器结构与强度设计 (19)4.1 筒体 (19)4.1.1 大端壁厚 (19)4.1.2 锥壳壁厚 (19)4.1.3 封头 (20)4.2 管箱 (20)4.2.1 短节 (20)4.2.2 封头 (21)4.2.3 法兰 (22)4.3 补强 (23)4.3.1 管箱接管 (23)4.3.2 壳体进料接管 (23)4.3.3 壳体气相出口接管 (24)4.3.4 壳体液相出口接管 (25)4.4 固定管板 (25)4.4.2 确定管板设计压力 (26)4.4.3 计算无量纲数 (26)4.4.4 计算管板厚度 (27)4.4.5 校核轴向应力 (27)4.4.6 校核拉脱力 (28)4.5 浮头 (28)4.5.1 浮动管板计算 (29)4.5.2 浮头盖计算 (30)4.5.3 浮头计算结果 (33)4.6 拉杆，滑道 (34)4.7 振动 (35)4.8 支座 (36)4.9 强度设计结果 (38)第5章制造、检验、安装、试车、维护和检修 (39)5.1制造和检验要求 (39)5.1.1壳体 (39)5.1.2换热管 (39)5.1.3管板 (40)5.1.4换热管与管板的连接 (40)5.1.5支持板 (40)5.1.6管束 (40)5.1.7其它构件的制造和检验要求 (41)5.1.8压力试验 (41)5.2安装、试车、维护和维修 (41)5.2.1安装 (41)5.2.2试车 (42)5.2.3维护和检修 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)第1章绪论1.1换热器及传热研究的现状换热器是一种广泛使用的工艺设备，在炼油、化工行业中是主要的工艺设备之一。
再沸器工艺设计.
2. 蒸发段传热系数KE计算 设计思路：xe<25%
控制在第二区：饱和泡核沸腾和两相对流传热
双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱和泡
核沸腾传热机理。
V tP a nb
αv ：管内沸腾表面传热系数 αt p: 两相对流表面传热系数 P94-95 αn b: 泡核沸腾表面传热系数 a: 泡核沸腾压抑因数
1/ 3
m:蒸汽冷凝液质量流量，kg/s Q:冷凝热流量，W
m M d 0 N T
c:蒸汽冷凝热，kJ/kg
Q m rc
4M 适用于： 2100
(4) 计算显热段传热系数KL
KL
1 d0 d0 d0 1 Ri Rw RO i di di dm 0
污垢热阻R-- p74,表3-9
• 估算传热面积，进行再沸器的工艺结构设计
• 假设再沸器的出口气含率，核算热流量
• 计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气 含率
估算设备尺寸
1.计算传热速率（不计热损） ：物流相变热，kJ/kg,
QR Vb b Vc c
mcCpc (t 2 t1 )
2. 计算传热温差
Hale Waihona Puke V:相变质量流量，kg/s,
b-boiling, c-condensation
T:壳程水蒸气冷凝温度 Td:混合蒸汽露点
t m T tb
(Td t b ) (Tb t b ) Tb:混合蒸汽泡点 t m Td t b t:釜液泡点 ln Tb t b
3. 假定传热系数K
查表3-15（p.91）
K L LBC K E LCD KC L
5.面积裕度核算— 30%，若不合适要进行调整
釜式再沸器
釜式再沸器再沸器是蒸馏塔底或侧线的热交换器，用来汽化一部分液相产物返回塔内作气相回流，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行，同时提供蒸馏过程所需的热量，又称重沸器。
设计再沸器时，必须同蒸馏塔的操作特点和结构联系起来。
工业中应用的再沸器多为管壳式换热器，主要有釜式、虹吸式（立式和卧式）、强制循环式和内置式等型式，见图 1。
1.各种型式再沸器介绍1.1.釜式再沸器由一个扩大部分的壳体和一个可抽出的管束组成，管束末端有溢流堰以保证管束能有效的浸没在沸腾液体中，故循环在管束与其周围液体之间进行，溢流堰外侧空间作为出料液体的缓冲区，壳侧扩大部分空间作为汽液分离空间。
釜式再沸器的气化率可达到80％以上，相当于一块理论塔板的作用。
其优点是维修和清洗方便，传热面积大，气化率高，操作弹性大，可在真空下操作。
但其传热系数小，壳体容积大，物料停留时间长易结垢，占地面积大，金属耗量大，投资较高。
1.2.热虹吸式再沸器图 1 再沸器型式热虹吸式再沸器为有组织的自然循环式，精馏塔底的液体进入再沸器被加热而部分汽化，形成的汽液混合物密度显著减小，并一起进入精馏塔内，在塔内进行汽液分离，利用两侧的密度差使塔底液体不断被虹吸入再沸器。
虹吸式再沸器分为两类：立式和卧式，通常管内蒸发采用立式，且为单管程；壳程蒸发采用卧式，可以为多管程。
炼油工业约95％使用卧式热虹吸，而化工行业约95％使用立式热虹吸，石油化工行业介于期间，其原因与装置规模及介质的结垢性有关，也与使用习惯有关。
1.2.1.卧式虹吸再沸器壳体可采用J、H、X型结构。
按照工艺过程卧式虹吸再沸器又可分为一次通过式和循环式，一次通过式是指塔底出产品，进再沸器的物料由最下一层塔板抽出其组成与塔底产品不同；循环式是指塔底产品和再沸器进料同时抽出其组成相同。
一次通过式和循环式也可由泵强制输送。
流程见图 2。
卧式虹吸式再沸器的气化率不应过大，对于烃类设计的气化率一般小于30％，对于水溶液一般不超过20％，气化量较大时需采用循环式（个人见过的ABB公司用于丙烯塔底的卧式虹吸再沸器，循环式流程，壳程采用X结构4进4出，气化率可达到50％，且图 2 卧式热虹吸再沸器流程实际运行过程没有问题）。
211018600_精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计
第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023收稿日期： 2023-03-06精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计徐 鹭（辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：对立式热虹吸再沸器的运行模式和特性进行了简单的描述，利用Aspen Plus、Aspen EDR 模拟软件，对精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟和设计过程进行了研究，研究了塔釜静压头、再沸器结构尺寸、进出口管径等对热虹吸循环稳定性的影响，并获得了最优的再沸器结构参数。
再沸过程中，由于塔中的流体静态压力与再沸反应室中两相流场的浓度之比存在差异，在进行再沸反应室的优化时，对再沸反应室中的流体静态压力进行合理选取，以保证再沸反应室的基本结构尺寸，实现较好再沸器循环。
关 键 词：立式热虹吸再沸器；循环；优化设计中图分类号：TQ051.65 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0390-04再沸器一般设置在精馏塔的底部，与精馏塔之间有一段距离。
根据汽液流动的推力与阻力相等的原理，设计了一种自然循环型再沸器。
在再沸器中，以低压蒸气作为加热媒介，通过再沸器壳程，使管程内的原料受热，并在其内部凝结成水。
塔釜的原料经重力作用流入再沸器管，经高温加热后，在再沸器管中生成气－液二相流，并以高速回流。
在正常运行的情况下，塔釜液面与再沸器下管板之间的竖直距离被称作“安装高度”。
再沸器循环主要来源于再沸器前部管路的阻力下降、再沸器传热管路的阻力下降以及再沸器出口回程的气－液两相流的阻力下降。
在推力与阻值相等的情况下，再沸器蒸发速率较大，出口管内物质浓度较低，入口管内物质浓度较大，塔釜中的汽液在再沸器中不停地“虹吸”，汽液两相又会自动地回到塔中，形成自然循环。
1 再沸器安装高度本文设计和优化的立式热虹吸再沸器与低压精馏塔相连，详情见图1，立式热虹吸再沸器的循环推动力来源于塔釜正常液位到再沸器下管板的垂直距离。
釜式重沸器设计
隔板 中心到离其最近的一排传热管中， 巨 离：
ｚ ： 旱＋ ６ ： ＋ ６ ： １ ８ ． ５ ｍ ｍ
取 Ｚ ＝ １ ９ ｍ ｍ，
该换热器结构 紧凑、传热效率高 、能承受高温、高压且运行安全
可靠 。
各程相邻管心距为 ３ ８ ｍｍ。
２ ２ 壳程 内径计算 壳体直径计算
４ ８ ８
６ ｄ Ｔ ： 单
２ 【 ｏ —
＝
十 ｃ
３× ｎ８
２－ ｋ ｌ － ￣
２ １ 换热管参数计算 选用 由１ ９ ｍｍ ｘ ２ ｍｍ较 高级冷拔传热管 （ Ｑ ２ ４ ５ ） ，取管 内流速
为ｕ ｜ ＿２ ． ５ ｍ／ ｓ 。
： 。 — — — 一
为Ｄ ２ ＝ １ ８ Ｏ Ｏ ｍｍ。
重沸器是使釜液相部 分气化后再返回塔内 ，为传质传热过程提供
所需的能量。在大型化工及石油化工生产过程中 ， 重沸器得到越来越广 泛的应用。在工厂建设投 资中 ，重沸器所 占比例也有明显提高 ， 成为 最重要 的单元设备之一。 １ 设计条件
所需传热ｎ ３ ． １ ４×０ ． ０ ２ ５ｘ２ ０ ３ … 。 。
： １ Ｏ ｍ
水压试验校核：
Ｐ Ｔ （ Ｄ ｉ ＋６。）
ａ
取 传 热 管 ４ ５ ｍ ’ 贝 Ｊ ｌ 管 程 数 ： ｝ ＝ 等￣ ２ ｊ 取 二 管 程
警程
工 量 力 ＭＰ ａ ０ ４ ５
２ ＿ ３ 壳程壁厚设计计算
罄
０ ２ ５
由工艺设计给定的设计温度 １ ２ ａ ℃，设计压力 Ｐ ＝ Ｑ ２ ５ ＭＰ ａ ， 选碳
钢钢板 Ｑ２ ４ ５ 卷制。材料 １ ２ ０ ％ 时的许用应力【 引 １ ４ ０ Ｍｐ ａ ，取焊缝
[高效]釜式再沸器
![[高效]釜式再沸器](https://img.taocdn.com/s3/m/469622790722192e4536f6e5.png)
[高效]釜式再沸器再沸器再沸器是蒸馏塔底或侧线的热交换器，用来汽化一部分液相产物返回塔内作气相回流，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行，同时提供蒸馏过程所需的热量，又称重沸器。
设计再沸器时，必须同蒸馏塔的操作特点和结构联系起来。
工业中应用的再沸器多为管壳式换热器，主要有釜式、虹吸式(立式和卧式)、强制循环式和内置式等型式，见图 1。
1. 各种型式再沸器介绍1.1. 釜式再沸器由一个扩大部分的壳体和一个可抽出的管束组成，管束末端有溢流堰以保证管束能有效的浸没在沸腾液体中，故循环在管束与其周围液体之间进行，溢流堰外侧空间作为出料液体的缓冲区，壳侧扩大部分空间作为汽液分离空间。
釜式再沸器的气化率可达到80,以上，相当于一块理论塔板的作用。
其优点是维修和清洗方便，传热面积大，气化率高，操作弹性大，可在真空下操作。
但其传热系数小，壳体容积大，物料停留时间长易结垢，占地面积大，金属耗量大，投资较图 1 再沸器型式高。
1.2. 热虹吸式再沸器热虹吸式再沸器为有组织的自然循环式，精馏塔底的液体进入再沸器被加热而部分汽化，形成的汽液混合物密度显著减小，并一起进入精馏塔内，在塔内进行汽液分离，利用两侧的密度差使塔底液体不断被虹吸入再沸器。
虹吸式再沸器分为两类:立式和卧式，通常管内蒸发采用立式，且为单管程;壳程蒸发采用卧式，可以为多管程。
炼油工业约95,使用卧式热虹吸，而化工行业约95,使用立式热虹吸，石油化工行业介于期间，其原因与装置规模及介质的结垢性有关，也与使用习惯有关。
1.2.1. 卧式虹吸再沸器壳体可采用J、H、X型结构。
按照工艺过程卧式虹吸再沸器又可分为一次通过式和循环式，一次通过式是指塔底出产品，进再沸器的物料由最下一层塔板抽出其组成与塔底产品不同;循环式是指塔底产品和再沸器进料同时抽出其组成相同。
一次通过式和循环式也可由泵强制输送。
流程见图 2。
卧式虹吸式再沸器的气化率不应过大，对于烃类设计的气化率一般小于30,，对于水溶液一般不超过20,，气化量较大时需采用循环式(个人见过的ABB公司用于丙烯塔底的卧式虹吸再沸器，循环式流程，壳程采用X结构4进4出，气化率可达到50,，且图 2 卧式热虹吸再沸器流程实际运行过程没有问题)。
再沸器设计
570-1140 W/（m2· K）
QR A估 K tm
5.工艺结构设计 选定传热管规格、单程管长、管子排列方式 计算管数，壳径，接管尺寸
管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5、φ25×2、φ19×2 ，参 见p61表3-2。与流体性质有关。 管长L：2000、3000、4500、6000mm等
(1 xe ) 2 b xe 2 M 1 RL V (1 RL )
⑤管程出口段阻力△P5 汽相和液相阻力加和 汽相阻力： P 5 V
2 GV V d i 2 V
L
0.7543 V 0.01227 Re 0.38 V
Re d i GV
V
GV xG
Td：混合蒸汽露点(壳程)
或加热介质入口温度
或：（热流体冷却）
(Td t b ) (Tb t b ) t m Td t b ln Tb t b
Tb：混合蒸汽泡点(壳程)
或加热介质出口温度
tb：釜液泡点
3. 假定总传热系数K
查表3-15（设计p.91）或其他手册
例：有机液体-水蒸汽
有相变： QR Vc c
或无相变： QR mcP ( t2 t1 )
前面确定了加热 剂 的进出温度
C：加热蒸汽的相变热，kJ/kg, Vc：加热蒸汽消耗量，kg/s
m：加热流体的消耗量， kg/s
（一）估算设备尺寸
2. 计算传热温差
加热蒸汽冷凝：
tm T tb
T：壳程水蒸气冷凝温度
V tP a nb
式（3-69)
αv ：管内沸腾表面传热系数 αt p: 两相对流表面传热系数 P94-95 αn b: 泡核沸腾表面传热系数 a: 泡核沸腾压抑因数 式（3-70)
(化工原理课设计)再沸器设计
(3) 计算显热段传热系数KL
K
1
d0 hidi
Ri dd0i
Rwddm 0 ROh10
污垢热阻R– P55,表3-9
2020/7/21
2. 蒸发段传热系数KE计算
D
图3-28：饱和泡核流、块状流、环状流、雾状流
• 设计思路：xe<25%
控制在饱和泡核沸腾和两相对流传热
LCD
双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱 和泡核沸腾传热机理。
tpV(1R L)bR L
管程出口管内两相流密度以出口气含率计算。
2020/7/21
x xe
①管程进口阻力△P1
P1 i
Li Di
G2
2b
Li：进口管长度和当量长度 之和，m Di ：进口管内径， m G：釜液在进口管内质量流
Li 0.342((D D6ii//00..022554)204.191) 4速，kg/m2s
▲可靠性高， 维护、清理方便。 ▲传热系数小， 壳体容积大， 占地面积大， 造价高， 易结垢。
2020/7/21
内置式再沸 器：
▲结构简单。 传热面积小， 传热效果不理 想。
2020/7/21
再沸器形式的选用
操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安 装维修方便、实用周期长、运行安全可靠、占地面积 小、安装空间高度要求不高
N u 0 .3R 6 0 .5 e P 51 /3 r (/ w )0 .1 4
或h： 0.3d 6 eR0.5 eP 51/r 3(/w)0.14
热水加热
参考53页
适用条 20件 00： Re106 挡板切割度：25%D。
定性温 tm 度 (t1： t2)/2 特征尺寸：流道的当量直径。
htri计算釜式再沸器
htri计算釜式再沸器釜式再沸器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、石油、制药等工业领域。
它通过利用废热来加热物质，以提高能源利用效率。
下面我将对釜式再沸器的计算方法和原理进行详细介绍。
1.釜式再沸器的定义和分类：釜式再沸器是一种将废热用于加热物质的设备，通常由壳体、管束和加热介质组成。
根据不同的工艺要求和流体性质，釜式再沸器可以分为单相流式、两相流式和多相流式再沸器等。
2.釜式再沸器的热传导计算：釜式再沸器的热传导计算是确定加热介质的传热强度和传热面积的重要步骤。
一般采用传热方程和传热系数进行计算。
传热方程可以根据质量守恒、能量守恒和动量守恒等基本原理进行推导，并根据具体的工艺要求进行简化和修正。
3.釜式再沸器的传热系数计算：传热系数是决定传热效果的重要参数，它可分为表面传热系数和管间传热系数。
表面传热系数主要取决于壳体和管束材料的热传导能力、流体流动状态和温度差等。
管间传热系数则与流体流动形式、管束结构和几何形状等有关。
4.釜式再沸器的压力计算：釜式再沸器在工作过程中会受到一定的压力，因此需要进行压力计算和强度校核。
压力计算主要考虑到设备的结构、材料和工作条件等，以保证设备的安全性和可靠性。
同时也需要对设备进行强度分析，确定壁厚和结构强度等。
5.釜式再沸器的流量计算：釜式再沸器的流量计算是确定介质在设备内部的流动形式和速度的重要步骤。
一般采用质量守恒和动量守恒等基本原理进行计算，同时考虑到流体的相态变化和能量损失等因素。
6.釜式再沸器的节能优化：釜式再沸器的设计和运行过程中需要考虑到节能的问题，以提高能源利用效率和减少能源消耗。
在釜式再沸器的设计中，应优化结构和选用高效材料，减少热损失和压力损失。
同时在运行过程中，应合理调整操作参数和加热介质的温度等。
釜式再沸器作为一种重要的热交换设备，在工业生产中有着广泛的应用前景。
通过合理的设计和计算，可以实现能源的高效利用和工艺的改进。
同时也需要关注釜式再沸器的维护保养和运行管理，以确保设备的正常运行和使用寿命。
再沸器简介
再沸器产品特点1、总传热系数是碳钢、不锈钢列管式换热器的2倍以上；2、耐温耐压高；3、因自身全圆弧柔性过度结构，对流体实现变截面流动，形成正压差和负压差，自除垢、防垢本领特别强；4、管壁薄（0.8—1.0mm），自身波纹结构无应力，无温度梯度，流体温度几乎瞬间均一；5、压降小；6、应力分布均匀，不显现拉裂变；7、换热管束可拆卸、抽出、维护和修理和清洗；8、换热面积是同等条件下碳钢、不锈钢的60%即可充分充足工况条件；类型立式:热虹吸式、强制循环式卧式:热虹吸式、强制循环式、釜式再沸器、内置式再沸器立式热虹吸:▲循环推动力:釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适合高粘度或脏的传热介质。
▲塔釜供给气液分别空间和缓冲区。
卧式热虹吸:▲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、清理便利。
▲塔釜供给气液分别空间和缓冲区。
强制循环式:▲适于高粘度、热敏性物料，固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。
釜式再沸器:▲牢靠性高，维护、清理便利。
▲传热系数小，壳体容积大，占地面积大，造价高，易结垢。
内置式再沸器:▲结构简单。
传热面积小，传热效果不理想。
问题结垢:再沸器在化工厂应用特别广泛，再沸器（也称重沸器）能使液体再一次汽化，是一个能够交换热量，同时汽化液体的一种特别换热器；多与分馏塔合用；物料在重沸器受热膨胀甚至汽化，密度变小，从而离开汽化空间，顺当返回到塔里。
长期使用后,换热管中结有物料垢，当垢层越来越厚,生产效率降低,甚至造成停产事故，再沸器除垢可采纳清洗剂清洗。
腐蚀:在生产过程中，由于换热器管板受水分冲刷、气蚀和微量化学介质的腐蚀，管板焊缝处常常显现渗漏，导致水和化工材料显现混合，生产工艺温度难以掌控，致使生成其它产品，严重影响产品质量，降低产品等级。
冷凝器管板焊缝渗漏后，企业通常利用传统补焊的方法进行修复，管板内部易产生内应力，且难以除去，致使其它换热器显现渗漏，企业通过打压，检验设备修复情况，反复补焊、试验，2～4人需要几天时间才能修复完成，使用几个月后管板焊缝再次显现腐蚀，给企业带来人力、物力、财力的挥霍，生产成本的加添。
技术精馏中再沸器的选型和典型布置方案实例
技术精馏中再沸器的选型和典型布置方案实例导语：精馏是工业上应用最广的对液体混合物分离的操作，再沸器作为完成回流的重要设备之一，今天小七就带大家了解再沸器的选型和布置要求。
再沸器是石油化工精馏工艺中常见的装置，再沸器安装在精馏塔底部，通过再沸器加热塔底(蒸馏釜)的液体，使其部分汽化并成为上升蒸汽，为精馏塔的精馏段、提馏段以及塔板汽液两相传热传质提供所需的热量。
工程上对再沸器的基本要求是操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安装检修方便、使用周期长、运转安全可靠，同时也应考虑其占地面积和安装空间高度要合适。
一般说来，同时满足上述各项要求是困难的，故在设计上应进行全面分析、综合考虑，找出主要的、起决定性作用的要求，然后兼顾一般，选择一种比较合理的再沸器形式。
再沸器的类型选型根据循环形式，再沸器分为自然循环式热虹吸和强制循环式热虹吸。
自然循环式热虹吸再沸器在国内的精馏塔(装置)工艺中最为常用。
自然循环式热虹吸再沸器依靠塔釜内的液体静压头和再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。
利用再沸器中气液混合物和塔底液体的密度差作为推动力，增加流体在管内的流动速度，减少了污垢的沉积，提高了传热系数。
强制循环式热虹吸再沸器用泵强制把流体从塔中抽出，送入再沸器加热循环。
用蒸汽加热的再沸器，可在蒸汽管上设置调节阀，控制蒸汽流量，或在冷凝液出口管上安装调节阀，改变再沸器内冷凝的液位而调节热量。
根据安装形式，再沸器分为立式和卧式。
立式有热虹吸式，强制循环式。
卧式有热虹吸式，强制循环式，釜式再沸器，内置式再沸器。
1、立式热虹吸再沸器立式热虹吸再沸器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。
这种再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。
但由于结构上的原因，壳程不能采用机械方法洗涤，因此不适宜用于高粘度或较脏的加热介质。
精馏装置的附属设备
板式塔的附属设备前言精馏装置的主要附属设备包括蒸气冷凝器、产品冷凝器、塔底再沸器、原料预热器、直接蒸汽鼓管、物料输送管及泵等。
前四种设备本质上属换热器，并多承受列管式换热器，管线和泵属输送装置。
下面简要介绍。
回流冷凝器按冷凝器与塔的位置，可分为：整体式、自流式和强制循环式。
（1）整体式如图 6-1(a)和(b)所示。
将冷凝器与精馏塔作成一体。
这种布局的优点是上升蒸汽压降较小，蒸汽分布均匀，缺点是塔顶构造简单，不便修理，当需用阀门、流量计来调整时，需较大位差，须增大塔顶板与冷凝器间距离，导致塔体过高。
该型式常用于减压精馏或传热面较小场合。
图6-1 冷凝器的型式（2）自流式如图 6-1〔c〕所示。
将冷凝器装在塔顶四周的台架上，靠转变台架的高度来获得回流和采出所需的位差。
（3）强制循环式如图 6-1〔d〕、〔e〕所示。
当冷凝器换热面过大时，装在塔顶四周对造价和修理都是不利的，故将冷凝器装在离塔顶较远的低处，用泵向塔供给回流液。
需指出的是，在一般状况下，冷凝器承受卧式，由于卧式的冷凝液膜较薄，故对流传热系数较大，且卧式便于安装和修理。
塔高设计175m,为便利安装和修理，承受强制循环式。
再沸器精馏塔底的再沸器可分为：釜式再沸器、热虹吸式再沸器及强制循环再沸器。
（1）釜式式再沸器如图 6-2〔a〕和〔b〕所示。
〔a〕是卧式再沸器，壳方为釜液沸腾，管内可以加热蒸汽。
塔底液体进入底液池中，再进入再沸器的管际空间被加热而局部汽化。
蒸汽引到塔底最下一块塔板的下面，局部液体则通过再沸器内的垂直挡板，作为塔底产物被引出。
液体的采出口与垂直塔板之间的空间至少停留 8～10 分钟，以分别液体中的气泡。
为削减雾沫夹带，再沸器上方应有一分别空间，对于小设备，管束上方至少有 300mm 高的分别空间，对于大设备，取再沸器壳径为管束直径的1.3～1.6 倍。
〔b〕是夹套式再沸器，液面上方必需留有蒸发空间，一般液面维持在容积的70%左右。
再沸器的研究现状
再沸器的研究现状摘要：随着经济是的不断提升，节能环保等问题也逐渐的到了人们的重视，再沸器的应用也因此日益广泛，本文从再沸器的基本原理，分类方式，应用现状以及研究概况四个方面对再沸器的基本情况进行了全面概括，对再沸器的选择与应用具有深刻影响。
关键词：再沸器；分类；应用1前言当前我国经济高速发展，伴随着经济发展的同时能源消耗所带来的问题也日益突出。
[1]再沸器在工业中应用广泛。
常见的再沸器有釜式再沸器、卧式热虹吸再沸器、立式热虹吸再沸器等。
本文通过讨论常见的再沸器强化传热技术，以及工业中应用广泛的釜式再沸器和立式热虹吸式性能优化设计，为提高再沸器效能的研究提供了一个方向。
[2]2再沸器内传热现象研究卧式热虹吸再沸器、立式热虹吸再沸器，强制循环式再沸器等都属于管壳式换热器。
因此研究再沸器中换热管内传热机制十分有必要，再沸器换热管内传热主要分为显热段换热和沸腾段换热两个阶段。
2.1再沸器中显热段传热再沸器中显热段换热主要是管内流体和高温管壁之间的表面对流传热。
表面对流传热系数的大小受速度制约，同时还与流体的粘度，密度，比热以及换热管内壁形状有关。
[3]2.2再沸器中的沸腾段传热再沸器中沸腾换热阶段按照管内两相流动液体状态，可以将沸腾换热分为泡状流沸腾换热，块状流沸腾换热，环状流，雾状流沸腾换热四个阶段。
泡状流换热阶段，再沸器加热管内的液体被加热产生气泡，随着气液两相的流动以及气泡的破裂，实现混合流体间的换热。
块状流换热阶段，这个阶段随着混合流体温度提高，气相成分增多，气液两相之间交替脉动上升下降，极其不稳定。
泡状流和块状流按照液体的温度也被划分为过冷沸腾和核态沸腾。
过冷沸腾段管内靠近壁面处液体被加热汽化，但主流的液体仍处于过冷状态。
随着管内主流温度提高达到饱和状态，管内换热变为了泡核沸腾换热。
[4]图1.1传热管沸腾传热3强化传热技术对于管壳式再沸器来说，主要研究的是强化传热方面。
当前常见的强化传热方案有主动强化传热和被动强化传热两种。
釜式再沸器
再沸器再沸器是蒸馏塔底或侧线的热交换器，用来汽化一部分液相产物返回塔内作气相回流，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行，同时提供蒸馏过程所需的热量，又称重沸器。
设计再沸器时，必须同蒸馏塔的操作特点和结构联系起来。
工业中应用的再沸器多为管壳式换热器，主要有釜式、虹吸式（立式和卧式）、强制循环式和内置式等型式，见图 1。
1. 各种型式再沸器介绍1.1. 釜式再沸器由一个扩大部分的壳体和一个可抽出的管束组成，管束末端有溢流堰以保证管束能有效的浸没在沸腾液体中，故循环在管束与其周围液体之间进行，溢流堰外侧空间作为出料液体的缓冲区，壳侧扩大部分空间作为汽液分离空间。
釜式再沸器的气化率可达到80％以上，相当于一块理论塔板的作用。
其优点是维修和清洗方便，传热面积大，气化率高，操作弹性大，可在真空下操作。
但其传热系数小，壳体容积大，物料停留时间长易结垢，占地面积大，金属耗量大，投资较高。
1.2. 热虹吸式再沸器热虹吸式再沸器为有组织的自然循环式，精馏塔底的液体进入再沸器被加热而部分汽化，形成的汽液混合物密度显著减小，并一起进入精馏塔内，在塔内进行汽液分离，利用两侧的密度差使塔底液体不断被虹吸入再沸器。
虹吸式再沸器分为两类：立式和卧式，通常管内蒸发采用立式，且为单管程；壳程蒸发采用卧式，可以为多管程。
炼油工业约95％使用卧式热虹吸，而化工行业约95％使用立式热虹吸，石油化工行业介于期间，其原因与装置规模及介质的结垢性有关，也与使用习惯有关。
1.2.1. 卧式虹吸再沸器图 1 再沸器型式壳体可采用J 、H 、X 型结构。
按照工艺过程卧式虹吸再沸器又可分为一次通过式和循环式，一次通过式是指塔底出产品，进再沸器的物料由最下一层塔板抽出其组成与塔底产品不同；循环式是指塔底产品和再沸器进料同时抽出其组成相同。
一次通过式和循环式也可由泵强制输送。
流程见图 2。
卧式虹吸式再沸器的气化率不应过大，对于烃类设计的气化率一般小于30％，对于水溶液一般不超过20％，气化量较大时需采用循环式（个人见过的ABB 公司用于丙烯塔底的卧式虹吸再沸器，循环式流程，壳程采用X 结构4进4出，气化率可达到50％，且实际运行过程没有问题）。
釜式再沸器设计说明书
浙江大学毕业设计题目：釜式换热器的设计学院：系别：专业：过程装备与控制工程学号：目录1 32 5555789911 31515. 1516171819 4 19191919204.2.3 A 202020212426272930313132 5 323232323435353841434445461概述换热器是一种实现物料之间热量传达的节能设施, 是在化工、石油、石油化工、冶金等领域广泛应用的一种工艺设施，在炼油、化工装置中换热器占总设施数目的40%左右，占总投资的30%～45%。
最近几年来跟着节能技术的发展，应用领域不停扩大，利用换热器进行高平和低温热能回收带来了明显的经济效益。
目前在换热设施中，使用量最大的是管壳式换热器。
在最近几年来国内在节能、增效等方面改良换热器性能，在提升传热效率，减少传热面积，降低压降，提升装置热强度等方面的研究获得了明显成绩。
换热器的大批使用有效的提升了能源的利用率，使公司成本降低，效益提升。
管壳式换热器固然在换热效率、设施体积和金属资料的耗量等方面不如其余新式换热设施，但他又构造牢固、操作弹性大、靠谱程度高、合用范围广等长处，所以在各样工程中获取广泛使用。
而本次毕业设计的题目就是有相变传热的釜式换热器，它也是管壳式换热器的一种，宽泛应用于石油及化工领域，又称釜式再沸器。
换热器作为节能设施之一，在国名经济中起到特别重要的作用。
换热器的构造决定了换热器的性能，一种性能可否发挥其作用取决用设计着怎样选择合理的构造，任何一个场合都有适应于这个特色的换热构造。
假如传热效率提升、能耗降落、就一定认识换热器的机构特色，在此次设计中构造设计也就作为要点之一。
设计题目在毕业实习从前就已确立，任务涵盖了两部分内容，一是设施设计部分；二是在设施设计的基础长进行三维实体协助造型设计。
设施设计包含整体构造设计和各个构成的构造设计以及强度设计，主要零零件的设计和选型以及校核。
三维实体协助造型设计是利用软件 SolidWorks 来达成的，包含各个零零件的造型设计、装置体的设计和工程图的生成。
【单元操作001】再沸器第一波·AspenPlus中的再沸器设置
【单元操作001】再沸器第一波·AspenPlus中的再沸器设置蒸馏操作是通过汽化、冷凝达到提浓的目的，加热汽化主要通过再沸器来完成，相对而言，精馏塔的再沸器种类较多，选择时要考虑的因素也比较多。
这一系列的文章，小编试图通过流程模拟、再沸器排布、再沸器类型及在工程中应用这几方面，总结一下精馏塔的再沸器。
小编才疏学浅，有不对的地方还请大家多多指教。
再沸器是精馏塔的一个重要组成部分，所以呢，偶们就先从流程模拟扯起。
在模拟过程中，首先需要在setup – configuration 中选择再沸器的类型，有kettle（釜式）和thermosiphon（热虹吸式）两种。
当然了，这两种再沸器涵盖了立式再沸器、卧式再沸器、强制循环再沸器、再沸炉和釜式再沸器。
Kettle如果选择kettle，程序默认釜式再沸器为一块理论板，在塔板选型的时候，最后一块塔板只能写到N-1，第N块塔板就是再沸器。
这种换热器也就是一次通过性，相当于N-1块塔板的液体进入再沸器，再沸器出口的气液两相进入塔釜，塔釜出口温度与再沸器出口温度是一样的。
釜式再沸器汽化率最高可以达到80%以上，炼油中再沸器比较少，小编见过用釜式再沸器的是芳烃（双苯）抽提蒸馏的非芳烃蒸馏塔再沸器。
但是呢，做蒸汽发生器的比较多。
K型俗称大肚子，其壳径与管束的直径之比一般在1.3~2.0。
为了防止蒸干，进入再沸器的物料量应大于蒸发物料量，多余的物料将通过溢流堰作为塔底出料，可以返回塔釜。
K型再沸器呢，塔底不直接抽出，可以用再沸器抽出。
溢流堰一般会比管束高5~15cm，管束是要完全浸泡的，一般采用圆形，有时采用半圆形。
K型再沸器的管子中心距与管子一般为管径的1.3~2.0d。
模拟默认为Kettle再沸器，采用这一类再沸器无需做额外设置。
Thermosiphon热虹吸换热器在炼油中用的比较广，通过密度差驱动介质从再沸器入口流向出口，构成了物流的循环。
出口气相占20~30%的比例。
技能培训资料：再沸器的种类
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，构成工艺物流在精储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。
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。
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。
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储塔的塔底液池中。