リボイラー

リボイラーは、工業用蒸留塔の底部に熱を供給するために一般的に使用される熱交換器です。蒸留塔の底部の液体を沸騰させて蒸気を発生させ、この蒸気を塔に戻して蒸留分離を促進します。塔底部のリボイラーによって塔に供給された熱は、塔上部の コンデンサーによって除去されます。

適切なリボイラー操作は、効果的な蒸留に不可欠です。典型的な従来の蒸留塔では、分離を促進する蒸気はすべてリボイラーから発生します。リボイラーは塔底から液体の流れを受け取り、その流れを部分的にまたは完全に蒸発させます。通常、蒸気は蒸発に必要な熱を提供します。

リボイラー設計の最も重要な要素は、特定のサービスに適したタイプのリボイラーを選択することです。ほとんどのリボイラーはシェル アンド チューブ熱交換器タイプで、通常、このようなリボイラーの熱源として蒸気が使用されます。ただし、高温オイルや Dowtherm (TM) などの他の熱伝達流体を使用することもできます。場合によっては、 燃料燃焼炉もリボイラーとして使用できます。

一般的に使用される熱交換型リボイラーは次のとおりです。

ケトルリボイラー（画像 1）は非常にシンプルで信頼性が高く、シェルアンドチューブタイプの熱交換器に似ています。カラムボトムの液体をケトルにポンプで送り込む必要がある場合もあれば、液体をリボイラーに送るのに十分な液体ヘッドがある場合もあります。このタイプのリボイラーでは、蒸気がチューブバンドルを流れ、凝縮液として排出されます。塔の底部からの液体（一般にボトムと呼ばれる）は、シェル側を流れます。チューブバンドルと、残留再沸騰液体（ボトム製品と呼ばれる）が取り出されるリボイラーセクションを分離する擁壁またはオーバーフロー堰があり、チューブバンドルが液体で覆われた状態に保たれ、ボトム製品内の低沸点化合物の量が減少します。

サーモサイフォンリボイラー (画像 2) では、塔底液をリボイラーにポンプで送る必要がありません。リボイラー入口の塔底液とリボイラー出口の液体と蒸気の混合物の密度差を利用して、塔底液をリボイラーに送るのに十分な液体ヘッドを提供することで、自然循環が得られます。サーモサイフォン リボイラー (カランドリアとも呼ばれる) はケトル リボイラーよりも複雑で、プラント オペレーターの注意が必要です。サーモサイフォン リボイラーには、垂直、水平、貫流、循環など、さまざまなタイプがあります。

加熱炉(画像 3) は、炉とも呼ばれ、蒸留塔の再沸器として使用できます。炉の対流部と輻射部の熱伝達管を通して塔底を循環させるには、ポンプが必要です。加熱炉の再沸器の熱源は、燃料ガスまたは燃料油のいずれかです。

強制循環リボイラー (図 4) は、ポンプを使用してカラム底部の液体をリボイラーに循環させます。これは、リボイラーをカラムから離れた場所に配置する必要がある場合、または底部の製品の粘性が極めて高い場合に便利です。

高温の伝熱管壁と接触すると重合する流体など、一部の流体は温度に敏感です。高い液体循環率を使用して管壁温度を下げ、管上での重合とそれに伴う汚れを減らします。

• 気化
• 沸騰

• キスター、ヘンリー Z. (1992)。蒸留設計(第 1 版)。マグロウヒル。ISBN 0-07-034909-6。
• ペリー、ロバート H. & グリーン、ドン W. (1984)。ペリーの化学技術者ハンドブック(第 6 版)。マグロウヒル。ISBN 0-07-049479-7。

• カラムリボイラー
• さまざまなリボイラータイプのスケッチと説明