ケトルリボイラーとは？

ケトルリボイラーは、化学蒸留プロセスで使用される熱交換器です。 このシェル型熱交換器は、コンロのやかんのように大きな開放沸騰面を持っています。 通常、蒸留塔の底にある容器です。 容器は、その上の分離トレイから凝縮液を受け取り、蒸気を返してカラムに熱エネルギーを供給します。 ケトルリボイラーの設計により、連続的な大量の熱伝達が可能になります。

蒸留カラムは、カラムの動作圧力での沸点に基づいて化合物を分離します。 カラムは、垂直方向に分布するいくつかの分離ステージで構成されています。 各段階で、液相の1つの成分と気相の同じ成分の比率は平衡になり、段の温度とカラム圧力の関数になります。 ステージは、物理的なトレイまたはガラスビーズで満たされたカラムなどの連続媒体上のサイトで構成されます。

複数化合物の混合物では、いくつかのサイドストリームとオーバーヘッドドローがカラムから取られます。 各ストリームは、目的の化合物または類似の化合物の小さな混合物に濃縮されます。 熱は、高温の蒸気の形でカラムを伝わります。 蒸気はトレイまたはステージで凝縮し、そのステージで液体に熱を放出します。 一部の化合物は、熱を吸収して沸騰し、熱を上方に伝達します。

沸騰していない液体はステージから溢れ出て、より低いレベルに落ちます。 この平衡プロセスが段階ごとに確立されると、成分が分離され引き出されます。 列デザインに基づいた段階で新しいフィードが追加されます。 熱は、下部のケトルリボイラーを介してカラムに継続的に加えられます。

シェルアンドチューブ熱交換器は、互いに異なる温度で2つの別々の流体の流れを互いに密接に接触させることで機能します。 チューブは、ぴったりとフィットするシリンダー内のストローのコレクションに似ています。 チューブは、バンドルのヘッドとリアのマニホールドを介して接続します。 冷却液は、シェル側またはチューブ側のいずれかにあります。 熱は、伝導により管壁を通過して、より冷たい液体に向かっていきます。

ケトルリボイラーは、一般的なシェルアンドチューブ式熱交換器とは異なり、チューブの束の上に大きなオープンスペースがあります。 プロセス流体はシェル側にあり、そこで蒸留カラムを沸騰させて分離します。 チューブ側には、蒸気または別の高温プロセス流体で構成される高温流体が運ばれます。 ケトルリボイラーのコストは、シェルが大きく、ポートサイズが大きいため、同等サイズのシェルアンドチューブ熱交換器よりも15％〜25％高くなります。