回流冷凝器原理及应用

4.5.3.1回流型式

塔顶上升蒸汽经过全凝器全部冷凝下来成为液体,一部分回流至塔内,一部分作产品;或者,上升蒸汽经过分凝器,部分冷凝作为回流液,余下蒸汽再进入冷凝冷却器。分凝器有部分增浓作用,常可作为一个理论级。

对于小型塔,回流冷凝器一般安装在塔顶,冷凝液由重力作用回流入塔,如图4-22所示。

对于大型塔,塔很高,处理量大,冷凝器一般不安装在塔顶,而安装在地面或平台上,回流液由泵输送,即所谓强制回流。这种型式操作控制起来比较方便,如图4-23所示。

冷凝器常采用管壳式换热器,一般认为卧式壳程冷凝较好。

图4-22　冷凝器整体安装

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图4-23　冷凝器分体安装

4.5.3.2　回流冷凝器的工艺计算

回流冷凝器的工艺计算内容包括以下几个方面。

(1)按工艺要求确定冷凝器的热负荷QR,选择冷却剂、冷却剂进出口温度并计算冷却剂用量。

(2)初估设备尺寸,由平均温度Δtm和经验的总传热系数K,计算所需的传热面积A,并由此选择标准型号的冷凝器或自行设计。

(3)复核传热面积,对已选型号或自行设计的设备计算实际的总传热系数K和实际所需传热面积。

(4)确定安装尺寸,估计各管线长度及阻力损失,以确定冷凝器底部与回流液入口之间的高度差HR。

需要注意的是,由于冷凝器常用于精馏过程,考虑到精馏塔操作常需要调整回流比,同时还可能兼有调节塔压的作用,故应适当加大其传热面积的裕度。按经验,其面积裕度应在30%左右。