【Günlük Bir Soru】Derin İşleme 20160824 Kısa Cevap Sorusu: Reboiler’ların hangi türleri vardır?

Yani reboiler; cihazdaki yoğunlaşmış sıvının tekrar ısınarak buharlaşmasını sağlar. Genellikle termal sifonlu ve kazan tipi olur.

1) Kazan tipi reboilör 2) Termosifon tipi reboilör

Cihazdaki yoğunlaşmış sıvının tekrar ısıtılıp buharlaştırılmasını sağlayan bir kimyasal alet. Genellikle termal sifonlu ve kazan tipi olur.

Dik sifon, yatay sifon, zorlamalı dolaşım

Dökme kazan tipi reboiler ve termosifon tipi reboiler olmak üzere iki türü vardır

1. Kazan tipi reboiler: Kazan tipi reboiler’ın genişletilmiş bir gövdesi vardır ve buhar-sıvı ayrımı işlemi bu gövde içinde gerçekleşir. Sıvı seviyesi, boru demetinin tamamen sıvının içinde kalmasını sağlamak için dikey bir bariyer aracılığıyla korunur. Kanallar genellikle iki kanallı U şeklinde bir yapıya sahiptir; ayrıca çok kanallı yüzer başlı bir yapı da olabilir. 　　Şekil 1: Kazan tipi reboiler – Hidrodinamik etkiler, kazan tipi reboiler üzerinde çok azdır; bu nedenle performansı nispeten güvenilirdir. Özellikle yüksek vakum koşullarında performansı daha da iyidir. Tüpler arasındaki mesafeyi artırarak yüksek ısı akış yoğunluğu elde edilebilir ve düşük sıcaklık farkları altında iyi çalışma koşulları sağlanabilir. Kazan tipi reboiler’ların dezavantajı, kolayca kireçlenmesidir; genellikle tüm reboiler türleri arasında en çok kireçlenen türdür. Ayrıca gövdesi büyüktür ve maliyeti yüksektir. Kazan tipi reboiler’ın en uygun kullanım alanları, düşük basınç, dar kaynama aralığı ve küçük veya büyük sıcaklık farklarına sahip temiz akışkanlardır. Yakın kritik basınç koşullarında, gövde büyük ve maliyeti yüksek olsa da performansı oldukça güvenilirdir. 　　2. Kule İçi Reboiler Şekil 2’de gösterildiği gibi, kule içi reboilerın özelliği, tüp demetinin doğrudan damıtma kulesinin tabanındaki sıvı havuzuna yerleştirilmesidir. Diğer kazan tipi reboilörler gibi, avantajları da kazan tipi reboilörlerle aynıdır ve hidrolik etkilerden çok az etkilenir. Kasa ve bağlantı boruları gibi parçaların eklenmemesi sayesinde, gömme tip reboiler tüm reboiler türleri arasında en düşük maliyete sahip olanıdır. Kabuğun olmaması dışında, gömülü reboilerların dezavantajları kazan tipi reboilerlerle aynıdır; ayrıca ısı transfer yüzeyleri de oldukça sınırlıdır. Kullanım alanları kaz tipi reboilerlere benzer. 　　Şekil 2: Kule içi yerleşik reboiler  3. Yatay termal sifon reboiler  Şekil 3’te gösterildiği gibi, giriş akışı kulenin altındaki iniş borusu aracılığıyla reboilere iletilir; sıvı, kabuk kanalında kaynar ve buharlaşır, böylece daha düşük yoğunlukta bir buhar-sıvı karışımı oluşur. Giriş ve çıkış borularındaki sıvıların yoğunluk farkı nedeniyle statik basınç farkı oluşur ve bu da akışkanın doğal olarak dolaşmasını sağlayan itici güç haline gelir. Isıtma ortamı tüp içinde akar; tüp devresi tek akışlı da olabilir, çok akışlı da. Avantajı, yüksek döngü hızına sahip olmasıdır; bu sayede yüksek akış hızı ve daha düşük çıkış kuru madde oranı elde edilir. Böylece yüksek kaynama noktalı bileşenlerin birikmesi engellenir ve kireçlenme hızı azalır. Boru demeti yatay yönde yerleştirildiğinden ve akış alanı kolayca kontrol edilebildiğinden, gerekli statik basınç head’i daha düşüktür. Eksisi, kabuk devresinde kireçlenme oluştuğunda temizlenmesinin zor olmasıdır. Bölme plakaları ve destek plakalarının etkisi nedeniyle, yüksek ısı akışı koşullarında yerel kuruma olayları meydana gelebilir. Büyük termal sifon reboilerlerde akışın eşit dağılmasını sağlamak için birden fazla boru ağzı ve bağlantı parçalarına ihtiyaç duyulur; bu da kaçınılmaz olarak reboilerin maliyetini artırır. 　　Şekil 3: Yatay termal sifon reboileri Geniş kaynama aralığına sahip akışkanlar için, hafif bileşenlerin girişte buharlaşmasını ve ağır bileşenlerin çıkışta konsantre olmasını önlemek amacıyla yatay bölme plakaları kullanılmalıdır. Akış tıkanıklığını ve akış dengesizliğini önlemek için maksimum ısı akış yoğunluğu sınırlandırılmalıdır. Bu tip reboiler, orta basınç, orta sıcaklık farkı ve düşük statik basınçlı uygulamalar için uygundur. 　　4. Dikey tüp yanlı termal sifonli reboiler: Şekil 4’te gösterildiği gibi, kaynama işlemi tüp bölümünde gerçekleşir; ısıtıcı ortam ise kabuk bölümündedir. İki fazlı akış karışımı, yüksek hızda çıkış borusundan kuleden içeri doğru akar. Atık borusunun akış kesiti, en az tüp demetinin toplam akış alanı kadar olmalıdır ve atık borusundaki basınç düşüşü, toplam basınç düşüşünün %30’undan az olmalıdır. Atık borusu, hem eksen boyunca uzanan büyük çaplı kıvrımlı borular aracılığıyla kuleye bağlanabilir, hem de yan taraftaki açıklıklar aracılığıyla kuleye bağlanabilir. Deneyler, çıkış borusunun yapısının reboilörün performansı üzerinde çok az etkisi olduğunu, ancak çıkış borusunun minimum akış alanının reboilörün performansı üzerinde büyük bir etkisi olduğunu göstermiştir. Akış döngüsünün itme basıncı, kuledeki sıvı havuzunun sıvı seviyesi yüksekliği tarafından sağlanır. Genellikle, kuledeki sıvı seviyesi ve reboilerın üst boru plakası aynı yatay düzlemde bulunur. Vakum koşullarında, kuledeki sıvı seviyesi yüksekliği, ısı değiştiricisindeki sıvının aşırı soğutulma uzunluğunu azaltmak amacıyla boru demeti uzunluğunun 0,15–0,18 katı olabilir. Düşük basınç ve yüksek ısı akışı koşullarında meydana gelen akış kararsızlığını ortadan kaldırmak için, besleme hattına bir valf veya delik plakası yerleştirilmelidir. Hidrokarbonlar için en iyi çıkış kuru madde oranı 011–0135 aralığında olmalıdır; su ve su çözeltileri için ise çıkış kuru madde oranı 0102–011 aralığında olmalıdır. Boru çapı ve uzunluğunun seçimi, yeterli dolaşım hacminin sağlanmasını ve kuruma olasılığının önlenmesini garanti etmelidir. 　　Şekil 4: Dikey tüp tipi termal sifon reboiler. Dikey termal sifonların dolaşım hızı yüksektir; sadece ısı transferi katsayısı yatay tiplere göre daha yüksek olmakla kalmaz, aynı zamanda iyi bir kireçlenme önleme özelliğine de sahiptir ve özellikle polimer malzemeler için uygundur. Eksisi, dikey boruların sökülmesi, temizlenmesi ve onarılması zordur. Ayrıca, kule tabanındaki sıvı seviyesi yaklaşık olarak reboilerın üstteki boru plakası ile aynı seviyededir; bu da kule tabanının yüksekliğini artırarak maliyetleri yükseltir. Dik tip termal sifon reboiler’ların işletim koşulları açısından yüksek gereksinimleri vardır; yüksek vakum, yüksek basınç (kritik basınca yakın değerler) ve yüksek viskoziteye sahip geniş kaynama noktalı ortamlarda tasarımı oldukça zordur. Bu tür koşullarda kazan tipi reboiler kullanmak en iyisidir. Yüksek statik basınç nedeniyle oluşan yüksek kaynama noktası durumu, düşük ısı akışı koşullarında dolaşım miktarının yetersiz kalması sorununa yol açabilir; bu nedenle bu tür reboilerlar küçük sıcaklık farklarına sahip durumlar için uygun değildir. En iyi uygulama koşulları, saf bileşenler, orta basınç, orta sıcaklık farkı, orta ısı akışı ve kireçlenmeye yatkın ortamlardır. 　　5. Dikey kabuk tarafı termal sifonli reboiler: Şekil 5’te gösterildiği gibi, kaynama işlemi kabuk tarafında gerçekleşir. Kabuk tarafında, akışkanın boyuna akmasını sağlamak için bölme plakaları bulunmaktadır. Dikey kabuk yanı reboilerleri, ısıtıcı ortamın kabuk tarafına yerleştirilmesinin uygun olmadığı özel durumlar için uygundur. Örneğin, atık ısı kazanlarında, ısıtma sıvısının aşındırıcı özellikleri nedeniyle özel metal malzemeler kullanılmalıdır; bu durumda ısıtma ortamının boru hattı boyunca akması daha uygundur. 　　Şekil 5: Dikey kabuklu yanmalı reboilerler. Bu tür reboilerlerin tasarımında, kaynama tarafındaki akışın eşit bir şekilde dağılması sağlanmalıdır; böylece ölü bölgelerin oluşması engellenir ve gaz halindeki maddeler ile yüksek kaynama noktalı bileşenlerin birikmesi önlenir. Ancak bu alanda tasarım bilgileri çok azdır. Saha testleri, en büyük sorunun buharın birikmesi nedeniyle meydana gelen yerel aşırı ısınma ve bunun sonucunda üst boru plakasında arızalar oluşması olduğunu göstermiştir. Bu nedenle tasarımda, iki fazlı karışımın boru plakasından eşit ve yüksek bir hızda akması sağlanmalıdır. Bu tür bir reboilerın en uygun kullanım alanı, orta basınç ve orta sıcaklık farkı koşullarında saf bileşenlerin buharlaştırılmasıdır ve ısıtma ortamının borunun iç kısmında yer alması gerekir. 　　6. Zorunlu akışlı reboiler: Kaynama işlemi borunun iç yüzeyinde gerçekleşir ve sıvının dolaşımı için gerekli güç yüksek kapasiteli bir pompa tarafından sağlanır. Genellikle, buharlaşma oranının %1’in altında olmasını sağlar ve sıvı, çıkış borusundaki vanadan geçtikten sonra tamamen buharlaşır. Zorunlu akışlı reboilerların en uygun uygulama alanları, ciddi kireçlenmeye sahip ve son derece yüksek viskoziteli sıvılardır. Akışkanın çok yüksek hızda ve çok düşük buharlaşma oranında seyrettiği koşullarda, kireçlenme hızı **azaltılabilir; ancak bu için etkili akış hızının 5–6 m/s olması gerekir. Bu nedenle pompaların maliyeti ve enerji tüketimi oldukça yüksektir. 　　7. Dikey Termal Sifon Reboiler ▲Döngüyü sağlayan kuvvet: Kazan sıvısının ve ısı değiştirici borularındaki gaz-sıvı karışımının yoğunluk farkı. 　　▲Kompakt yapı, küçük alan kaplar ve yüksek ısı iletim katsayısına sahiptir. 　　▲Kabuk devresi mekanik olarak temizlenemez; yüksek viskoziteli veya kirli ısı transfer ortamları için uygun değildir. 　　▲Kule altı kısmı, gaz-sıvı ayrımı alanı ve bir tampon bölge sağlar. 　　8. Yatay termal sifon reboiler ▲Döngü itici kuvvet: Reaktör sıvısının ve ısı değiştiricinin ısı transfer borusundaki gaz-sıvı karışımının yoğunluk farkı. 　　▲Geniş bir alan kaplar, ısı iletim katsayısı orta düzeydedir ve bakımı, temizlenmesi kolaydır. 　　▲Kule altı kısmı, gaz-sıvı ayrımı alanı ve bir tampon bölge sağlar. 　　9. Zorlamalı dolaşımlı reboiler ▲ Yüksek viskoziteli, termal olarak hassas maddeler, katı süspansiyonlar ve uzun ısı depolama bölümüne sahip ve düşük buharlaşma oranına sahip yüksek dirençli sistemler için uygundur. 　　10、Kazan tipi yeniden buharlaştırıcı ▲Yüksek güvenilirlik, bakım ve temizliği kolay. 　　▲Isı transfer katsayısı düşük, gövde hacmi büyük, yer kaplaması fazla, maliyeti yüksek ve kireçlenmeye meyillidir. 　　11. Dahili reboiler ▲Yapısı basit. Isı transferi alanı küçük, ısı transferi verimi ideal değil.

Dikey ve yatay, buhar ve ısı ileten yağ

İki tür: 1 Dikey: Termosifon tipi, zorlamalı dolaşım tipi； 2 Yatay tip: Termal sifonlu, zorlamalı dolaşımlı, kazan tipi buharlaştırıcılı, dahili buharlaştırıcılı.

Döngü şekline göre sınıflandırma: Zorunlu döngü ve doğal döngü olarak ayrılabilir. Zorlu dolaşım, pompa kullanılarak sıvının kuleden zorla çıkarılması ve ısıtma amacıyla reboiler’a gönderilmesidir ； Doğal döngü, reboiler içindeki gaz ve sıvı fazlarının yoğunluk farkından yararlanarak gerçekleşir; gaz fazı kulenin tabanına geri döner, kule tabanındaki sıvı ise ısıtılıp buharlaştırılmak üzere reboiler’a girer. Yaygın olarak kullanılan ısıtma ortamları şunlardır: buhar, yüksek sıcaklıkta su, yüksek sıcaklıkta yağ, sıvı metal veya erimiş tuz, sıcak duman gazları ve özel ısı değiştiriciler.

İki türü vardır: kazan tipi reboiler ve termosifon tipi reboiler

Dökme kazan tipi reboiler ve termosifon tipi reboiler olmak üzere iki türü vardır.

Dökme kazan tipi reboiler ve termosifon tipi reboiler olmak üzere iki türü vardır.