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1、蒸发器的选择 6.1 蒸发器或再沸器可以分成(1)内置式、(2)釜式、(3)卧式热虹吸式、(4)立式热虹吸式、(5)强制循环式。在下表中列出了各种蒸发器的特点。) A* e2 O3 T G1 p# 7 p5 Y% 9 F4 3 a4 u5 k蒸 发 器 的 类 型 及 特 点类 9 V* q. : g5 w型 : F6 R1 H& V. b- 2 L a, v沸 腾 模 型/ O 8 m& o: W+ J: R特* ?3 g; d0 m+ p4 R5 7 G1 H点(1)内置式 壳侧池内沸腾不需要壳体和接管，因此设备造价低。由于是塔内置的形式，管束长度受蒸馏塔直径限制，故尺寸有限。换热面积大，
2、换热率低，易结垢。5 , H4 G) c: a(2)釜式 壳侧池内沸腾 Y Y5 b4 ) B9 w8 g1 Q2 Z! N尽管需要有较大的壳径来分离气体和液体，但因管线系统简单，设备造价并不高。容易维修和清洗，容易操作和控制。但换热面积大、换热率低，易结垢，用短粗管束时蒸汽会覆盖换热管。(3)卧式热虹吸式 壳侧沸腾为获得好的流体分布，通常使用多个接管，这样造成了管线系统的复杂，提高了设备价。有较高的换热率，容易维修和清洗，可控制性好，不易结垢。(4)立式热虹吸式 管侧沸腾设备被直接安装在塔旁由于管线系统简单,故设备造价低。换热率很大，不易结垢，占地面积小，可用于真空和低压系统。为获得好的循环
3、，可能需要比较高的塔裙高度。管长通常受塔裙高度、传热面积的限制。维修和清洗困难，不能用于有过流量和突然脉动可能的系统，当沸点有较高的提升时会使蒸汽的发生率较低。(5)强制循环式, z E: g- g 2 c3 C7 壳侧或管侧沸腾5 Q! J$ M4 Z# ?: Y: n用泵使液体流动并进行循环。它可以维持很高的循环率，因此结垢较少。它们也适用于粘性和固体润滑液体，沸腾传热可以发生在管内也可以在管外，能够处理粘性较大的流体。管内强制循环再沸器更适用于结垢性、粘性和有悬浮粒子的液体以及低压系统。在多数系统中一般适合采用外沸腾管束。另外，循环率是受到泵控制的，因此要考虑泵动力消耗的费用，可以通过流
4、体的循环体积、首期投资和操作费用来优化计算循环率。8 D7 J, n9 6 z+ z H6.2 对蒸发器或再沸器，传热性能可能会因设备型式的选择、沸腾侧的工艺条件而有很大变化。因此，在选择一个合适的蒸发器或再沸器时，除了要考虑前面所说的通用规则外，还应考虑下表中所列的操作压力、设计温差、污垢系数及混合液沸腾范围在内的工艺条件。3 b) I o g1 I( u+ M1 i3 W% B8 9 O$ N: L% O; 蒸发器或再沸器选型指南工艺条件再; ?1 G7 O F. e$ L* n& E沸器类 4 o7 Z; p* k8 T+ C+ s3 V型 5 I1 ! j0 W) q. g4 Q4 s
5、9 W) M釜 式 或内 置 式 M# o( . V, Q: W4 D R! l5 B V S/ r Y, T6 u9 卧 式 0 R3 |/ $ q% n: V( g5 h壳侧热虹吸式 S , o1 g Z8 E! 立 式管侧热虹吸式 2 D i6 X% A. l# 3 B5 强制流动* A+ w q8 g4 c 6 A, Z5 I& S操作压力 * 8 e) W# A& w2 # X7 d2 常压% K6 x2 n G1 C0 P q) _; I1 U R3 O. C8 J% _8 PE1 X3 K5 N% Y xG- l b( p+ w M* t8 w: A! e8 t7 e J& o5
6、 M2 l, n8 g RB( c# G2 E# |) P7 O) S7 E! m+ V; & Y0 M( A R2 Z接近临界压力+ N3 i4 F8 N( 5 $ S# eB-E S; W+ T% q6 r( O( R Rd, 1 n: t, A( X3 |E! % ( , c1 y5 C( J f7 S1 b r5 b真空 B2 ) f2 p, |. T4 i& K. 2 4 LR- Z% ?. Q- B0 e; c$ d: aRd. K, ; W. & F0 u! C# x2 k5 q: G. X7 o) Y8 Y5 P% S4 UE设计温差 1 I4 m; P0 ( v; D( :
7、u u& T. q& D( W+ J+ 适中% t# O- 5 1 c# K) S: , , ! E& g: o * d) ME, _2 u0 q3 8 * U8 y( L% Q# t0 P- 6 V6 X5 j( ( f: n6 Y$ 0 y % A5 B; c% w EP4 : ; A: j8 L: G/ N w+ u# M! e9 ( B- z$ 7 G2 O9 e& F大- Z6 i+ w* v6 H6 W/ g B+ 5 Y6 Q W- N0 + N0 L lR+ G, o; i; 0 _% X3 Y# m0 $ L3 R WG-Rd E小(对混和物) F8 |7 Z0 T h$ i
8、% z0 W- S! J) L8 h9 dF Rd2 v1 a p, 6 E L9 |% x& _: ZP非常小(纯组份)% F% D% k w d, u6 h7 F# V- h6 P, s/ s T) _B4 K, V2 ?1 E+ F 8 H G1 q7 ( Y( wP P污垢+ o4 d) h$ A d7 u9 M q! R2 l; F/ D, J- w S, 5 * 0 _, s! l7 Y e2 t) q2 d. T0 o9 k; H8 v# u! & H! B清洁( e! 8 o) D* t. 1 sG0 O / e MG) R& g, V! c9 W qG E& q X9 H3
9、T: h7 S0 S7 A中度7 G% D0 F1 X* v a, l- l2 sRd0 g) n. m; e* u7 e7 r ?& h7 s5 3 H; VG B, O( % J T# V; j; pE7 Z- ?! I6 f: 严重 P0 b1 b$ v8 y/ r* C( o; U j# GRd- Q# i. N* v4 q6 Z( F! V; r, B, 9 . EB G X* * l1 o0 p N# D( n非常严重: L3 g5 |2 H4 O1 0 jP _; h: Y( u W3 v n! J& _P6 7 V) b6 i9 S4 D4 H8 zRd B混合液沸腾范围 2
10、_9 E4 S1 D; O0 w3 G) ( R) E. D纯组份 4 X6 i: P8 E; o+ p$ t 4 lG ! N0 z5 X5 ?/ P: r+ |G D V% A$ F$ 6 d3 c2 G0 o1 a8 V C i D4 ( a. sE窄馏分物质 F9 p( T) _ y q+ D G G B E宽馏分物质 7 u1 d/ E/ y: b1 L2 G. 3 z/ b6 a2 s- J; O: , NF) q7 v/ Q1 J9 L9 XG) y7 y! c0 T, K# k) lB1 X4 Q/ x8 X/ e+ % TE5 Q; A# w4 d0 i6 D! j非常宽的馏
11、分物(粘性液): O1 ) V; - e0 g B% k. MF-P. q1 A* 4 e0 c; X2 M/ f7 H* Q6 sG-Rd i+ a+ F6 ?! o3 . J# T( r( T7 b* C! c) P3 aP1 O& P d8 A# pBB(best):最好;G(good):好的;F(fair):尚好,但可选更好的;Rd(riskydesign):危险的，除非小心设计，但在有些工况下可做其它更好的选择;R(risky)：由于数据不充分，冒险 (poor):不好的操作；E operable)可行，但是增加了不必要的费用。$ u o/ U: ! z& e5 S6.3 对卧式循环
12、式的蒸发器或再沸器，为了避免在壳侧两相流动的流体气液相分离，推荐使用 G 型壳体或 H 型壳体，而当使用 E 型壳体或 J 型壳体时，应选择横向流动，并尽量使管长与壳径之比等于 5 或小于 5。, ?7 h( ?: u6 d d6.4 对立式热虹吸再沸器，有两种形式的出口接管。(1)塔侧面与再沸器顶部相连型式，(2)塔和再沸器直接相连的型式。对纯组份的沸腾，(1)、(2)两种接管型式均可。而对混合物的沸腾，最好选用(1)形式的接管。热虹吸再沸器的循环是靠入口和出口管道之间的水力静压差来维持的。为了达到较高的循环率并且很好地控制它，应该减小管道中的压力降。这就需要慎重地选择管道直径、材料、布置方
13、式、阀门、弯头及其它管件。- J# l% _9 o3 B- P* f* W6 v U& w6.5 当在立式或卧式热虹吸再沸器中，热介质为单相流时，逆流和平行流动都是可行的，应通过对温度差、循环率和传热性能的综合考虑来选择何种为最好。+ Q8 g3 3 Z% S/ q3 E6.6特殊型式的换热器用于蒸发器或再沸器的情况并不多，在下表中列出了几个应用实例。! 9 8 k: ?$ z |! j, r1 J4 A1 w换热器的型式. 5 j0 H; R7 d6 |; g0 7 k8 Y应用实例板式换热器 冷冻剂蒸发器板翅式换热器 LNG 和 LPG 蒸发器8 k% Y! H5 r4 w; R蛇管式换热器: u I9 / $ c$ r: W 冷冻剂蒸发器 2 e( s s. x# Y- q5 R热管换热器 壳侧蒸发器6.7 高热通量管(UCC)、Thermonexcell-E(日立)等特殊型式的换热管也常用于蒸发器中，一般可提高传热系数 10 到 20 倍。当平均温差较小(Tm10C)、沸腾传热系数低时，应考虑利用以上特殊型式的换热管。
