Was ist ein Reboiler?
Chemieanlagen verwenden Destillationstürme, vertikale Kolonnen mit Böden in bestimmten Abständen, um nützliche Chemikalien oder Brennstoffe von rohen, unverarbeiteten Strömen zu trennen. Die meisten Destillationssysteme benötigen Wärme, um einen Dampfstrom zu erzeugen, der in den Turm eintritt. Ein Aufkocher ist ein beheizter Tank, in dem die unverarbeiteten Flüssigkeiten gekocht werden und die Dämpfe zum Turm geleitet werden. Destillation tritt auf, wenn Dämpfe und Flüssigkeiten in der Kolonne in entgegengesetzter Richtung strömen und ein Produkt mit einer höheren Konzentration der bevorzugten Chemikalie als das unverarbeitete Fluid austritt.
Dampf ist normalerweise die Wärmequelle für die chemische Destillation. Es ist nicht brennbar, lässt sich leicht in großen Mengen herstellen und kann in isolierten Rohren über große Entfernungen geliefert werden. Das Kochen des unverarbeiteten Stroms im Aufkocher liefert die Wärmequelle, die den Destillationsprozess antreibt, der Dampf und Flüssigkeit benötigt, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Der Dampf, der beim Kochen der flüssigen Beschickung entsteht, wird zum Turm geleitet, wo er sich mit der von der Turmspitze herabströmenden Flüssigkeit vermischt.
Die sich am Boden des Turms ansammelnde Flüssigkeit fließt durch die Schwerkraft oder wird zum Aufkocher zurückgepumpt, wo die Dampfwärme ihn kocht. Die Destillation wird fortgesetzt, wobei neue unverarbeitete Flüssigkeit kontinuierlich in den Aufkocher gegeben wird und das gewünschte Produkt den Kopf der Destillationskolonne verlässt. Das Hinzufügen oder Entfernen von Wärme oder das Variieren des Flusses von unverarbeitetem Fluid verändert die Zusammensetzung des gewünschten Produkts. Wenn der Wärmeeintrag und die Zufuhrströme dazu führen, dass ein gewünschter Produktstrom den Turm verlässt, ist das Destillationssystem ausgeglichen und soll sich im stationären Zustand befinden.
Reboiler können in Abhängigkeit von den Betriebsspezifikationen des Destillationssystems in verschiedenen Ausführungen hergestellt werden. Eine Heizung kann direkt im Boden der Säule platziert werden, die als Stichheizung bezeichnet wird und die im Turm gesammelte Flüssigkeit zum Kochen bringt. Stab-In-Systeme sind zwar einfach im Aufbau, jedoch möglicherweise schwieriger zu steuern als andere Typen. Außerdem muss bei jeder Wartung der Anlage die gesamte Destillationskolonne entleert und stillgelegt werden.
Wasserkocher-Aufkocher sind separate Tanks mit Zufuhr-, Dampf- und Turmrücklauf-Flüssigkeitsanschlüssen. Dampf strömt durch die Innenseite der gewickelten Rohre im Kessel, während sich die Prozessflüssigkeit und der Dampf außerhalb der Rohre befinden. Ein Flüssigkeitsstandsregler überwacht den Flüssigkeitsstand im Tank und verhindert, dass zu niedrige Füllstände die Röhren freilegen, was zu einer Überhitzung führen kann. Temperaturregler regulieren den Dampfstrom zu den Spulen, was dazu führt, dass unterschiedliche Mengen an Produktdampf in den Turm gelangen.
Ein Thermosiphon-Aufkocher verwendet einen Dampfheiztank, wobei die Produktzufuhr durch Rohre verläuft, die vertikal im Tank angeordnet sind. Während das Produkt erhitzt und gekocht wird, drückt sich der Dampfdruck aus dem oberen Teil des Tanks heraus und saugt am Boden neue Flüssigkeit an. Ein Flüssigkeits- und Dampfstrom wird allein durch den Siedevorgang erzeugt, und es werden keine Pumpen verwendet. Thermosiphons erfordern sorgfältige Kontrollsysteme, um eine Überhitzung des Produkts oder die Erzeugung von zu viel Dampf zu verhindern, können jedoch für einige Destillationsprozesse nützlich sein.
Gepumpte Aufkocher verwenden Flüssigkeitspumpen, um das Produkt und die vom Boden der Säule zurückkehrende Flüssigkeit zu fördern. Bei der Konstruktion handelt es sich häufig um eine Kesselkonstruktion, bei Platzbeschränkungen oder aus anderen Gründen muss der Kessel möglicherweise weiter von der Säule entfernt sein oder auf einer Ebene, auf der die Schwerkraft nicht genutzt werden kann. Steuerungen sind sowohl für den Dampfstrom als auch für den Flüssigkeitsstrom zum Kessel erforderlich.