Wat is een reboiler?
Chemische fabrieken gebruiken destillatietorens, verticale kolommen met op specifieke afstanden geplaatste trays, om nuttige chemicaliën of brandstoffen te scheiden van onbewerkte onbewerkte stromen. De meeste destillatiesystemen hebben warmte nodig om een dampstroom te creëren die de toren binnenkomt. Een reboiler is een verwarmde tank die de onbewerkte vloeistoffen kookt, waar de dampen naar de toren worden gestuurd. Destillatie treedt op wanneer dampen en vloeistoffen in tegengestelde richtingen in de kolom stromen en een product met een hogere concentratie van de voorkeur verdienende chemische stof dan de onbewerkte vloeistof verlaat.
Stoom is normaal gesproken de warmtebron voor chemische destillatie. Het is niet brandbaar, gemakkelijk in grote hoeveelheden te produceren en kan over lange afstanden in geïsoleerde leidingen worden geleverd. Het koken van de onbewerkte stroom in de reboiler levert de warmtebron die het destillatieproces aandrijft, waarvoor damp en vloeistof correct moeten werken. De damp gevormd door het koken van de vloeibare toevoer wordt naar de toren gestuurd, waar het zich mengt met vloeistof die van de bovenkant van de toren naar beneden stroomt.
Vloeistof die zich onderaan de toren verzamelt, stroomt door de zwaartekracht of wordt teruggepompt naar de reboiler, waar de stoomwarmte het kookt. De destillatie gaat door met nieuwe onbewerkte vloeistof die continu wordt toegevoegd aan de reboiler en het gewenste product dat de bovenkant van de destillatiekolom verlaat. Het toevoegen of verwijderen van warmte of het variëren van de stroom onbewerkte vloeistof verandert de samenstelling van het gewenste product. Wanneer de warmte-invoer en voedingsstromen ertoe leiden dat een gewenste productstroom de toren verlaat, is het destillatiesysteem in evenwicht en wordt gezegd dat het in een stabiele toestand is.
Reboilers kunnen in verschillende uitvoeringen worden vervaardigd, afhankelijk van de bedrijfsspecificaties van het destillatiesysteem. Een verwarmingstoestel kan direct in de bodem van de kolom worden geplaatst, een insteekverwarming genoemd, die alle in de toren verzamelde vloeistof kookt. Hoewel eenvoudig van opzet, kunnen steeksystemen moeilijker te besturen zijn dan andere typen. Bovendien vereist elk onderhoud van de eenheid dat de gehele destillatiekolom leeg is en wordt afgesloten.
Waterkoker-reboilers zijn een afzonderlijke tank met toevoer-, damp- en torenretourvloeistofverbindingen. Stoom stroomt door de binnenkant van opgerolde buizen in de ketel, met de procesvloeistof en damp buiten de buizen. Een vloeistofniveau-regelaar bewaakt het vloeistofniveau in de tank en voorkomt dat lage niveaus de buizen blootstellen, wat oververhitting kan veroorzaken. Temperatuurregelaars passen de stoomstroom naar de spoelen aan, waardoor verschillende hoeveelheden productdamp de toren binnendringen.
Een thermosifon-reboiler gebruikt een stoomverwarmingstank, waarbij de producttoevoer door buizen loopt die verticaal in de tank zijn geplaatst. Terwijl het product wordt verwarmd en gekookt, dwingt de druk van de damp zichzelf uit de bovenkant van de tank en trekt onderaan nieuwe vloeistof naar binnen. Alleen door het kookproces ontstaat een stroom vloeistof en damp en er worden geen pompen gebruikt. Thermosifons vereisen zorgvuldige controlesystemen om oververhitting van het product of het creëren van te veel damp te voorkomen, maar kan voor sommige destillatieprocessen nuttig zijn.
Gepompte reboilers gebruiken vloeistofpompen om het product te voeden en vloeistof die terugkeert van de bodem van de kolom. Het ontwerp is vaak een ketelontwerp, maar door ruimtegrenzen of andere redenen kan de ketel verder van de kolom verwijderd zijn, of op een niveau waar de zwaartekracht niet kan worden gebruikt. Regelingen zijn nodig zowel voor de stoomstroom als voor de vloeistofstromen naar de ketel.