مبدلهای حرارتی و کاربرد آنها
تعداد صفحات : 90 با فرمت ورد و قابل ویرایش
مبدلهای ریبویلر( Reboiler ) دسته ای از مبدلهای حرارتی می باشند که به منظور ایجاد گرمایش در طبقات تحتانی ستون ها (Column) و برجهای تقطیر(Distillation Tower) مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع سیالی که در فرم مایع و به صورت سنگین در این طبقات جمع می شوند به نقطه جوش رسانده و به بخار تبدیل می نماید. این بخار جهت ادامه عملیات تقطیر به سطوح مورد نظر در برج برگشت داده می شود.
استفاده از این تجهیزات در کنار برجهای تقطیر کاملاً مرسوم و متداول بوده، گرچه روشهای دیگری بدین منظور از قبیل سیستم تأمین بخار خارجی، پیش گرمایش و یا سیستم های گرمایش داخلی نیز بکار گرفته می شود.
مبدل های Thermosyphon
در این ریبویلرها سیال بخار شونده تحت نیروی پیشرانه که ناشی از اختلاف دانسیته (چگالی) سیال خروجی و ورودی می باشد به صورت طبیعی و بدون نیاز به پمپ بین برج تقطیر و ریبویلر در جریان می باشد. این عملکرد بی شباهت به پمپ هایی که با هوا کار می کند (Air Lift) نمی باشد.
در واقع این پمپ ها با عبور هوا از درون یک لوله به لوله ای با قطر داخلی بیشتر و ایجاد حباب هوا و در نهایت خروج آن و رسیدن به سطح بالاتر از سطح مخزن به علت اختلاف دانسیته، باعث مکش سیال و خروج آب همراه با حباب هوا از لوله ای دیگر می گردد.
ساختار کلی این تجهیزات در قالب یک مبدل پوسته- لوله ی با ترکیب بندی عمودی و افقی می باشد. در نوع عمودی سیال درون لوله به بخار تبدیل می گردد و در حالی که در نوع افقی تبخیر درون پوسته اتفاق می افتد. گرچه قانون بسیار ساده ای در انتخاب ساختار عمودی یا افقی وجود دارد عوامل دیگری نیز در این انتخاب بی تأثیر نمی باشند. این قانون بیان می دارد در صورتی که ویسکوزیته سیال زیر ۰٫۵(cp) باشد، از نوع پیکربندی عمودی استفاده گردیده در غیر اینصورت نوع افقی توجیه بیشتری دارد.
البته به خاطر اینکه ریبویلرها همراستا با سطح زیرین برجها قرار می گیرند نوع افقی مزایای بیشتری از قبیل سطح حرارتی بیشتر، سهولت پاکیزگی در اثر رسوب درون لوله، انعطاف پذیری بیشتری برای اپراتور برای دبی بیشتر سیال و نیز قرارگیری خروجی سیال بخار شده در سطح پایین تر از نوع عمودی دارد. ساختار جریان سیال (Flow Pattern) برای جریان برگشتی به برج تا حد قابل توجهی در انتخاب ریبویلر تأثیر گذار است. بطور تجربی نسبت میزان بخار شدن در ریبویلرهای ترموسیفون را تا حد ۳۰% می بایست نگه داشت تا در میزان انتقال حرارت مورد نیاز خللی بوجود نیاید. چنین محدودیتی در مبدل های کتری شکل و نیز در نوع جریان اجباری وجود ندارد.
