التعريف
جهاز إعادة التسخين هو جهاز تسخين يُستخدم لتبخير السائل الموجود في قاع عمود التقطير. ويُعرف أيضًا باسم «مسخن القاع»، وهو يوفر الطاقة الحرارية اللازمة لتوليد البخار الذي يرتفع عبر العمود ويساعد في عملية الفصل.
عادةً ما يتم تركيب أجهزة إعادة الغليان إما مباشرةً عند قاعدة برج التقطير أو خارجياً، ويتم توصيلها بالعمود عبر أنابيب الدوران.
كيف يعمل جهاز إعادة التسخين
أثناء عملية التقطير، يتراكم السائل في الجزء السفلي من العمود. ويقوم جهاز إعادة التسخين بنقل الحرارة إلى هذا السائل، مما يؤدي إلى تبخر جزء منه.
يتدفق البخار المتولد صعودًا عبر العمود، حيث يتلامس مع السائل النازل الموجود على الصواني أو الحشوات. ويتيح هذا التفاعل بين البخار والسائل انتقال الكتلة، ويؤدي في النهاية إلى فصل المكونات بناءً على الاختلافات في درجة التطاير.
يتم سحب السائل المتبقي الذي لم يتبخر باعتباره منتج قاع العمود.
أنواع أجهزة إعادة التسخين الشائعة
تُستخدم عادةً عدة تصميمات لمُعادِ التبخير في أنظمة الفصل الصناعية.
غلاية إعادة التسخين
يحتوي غلاية إعادة الغليان على خزان سائل تحدث فيه عملية الغليان. وهي تُستخدم على نطاق واسع بفضل استقرار أدائها وقدرتها على التعامل مع كميات كبيرة نسبيًّا من السوائل.
جهاز إعادة التسخين بالثرموسفون
يعتمد جهاز إعادة التسخين بالثرموسفون على الدوران الطبيعي الناتج عن الاختلافات في الكثافة بين السوائل الساخنة والباردة. ويُستخدم هذا الجهاز بشكل شائع في المنشآت الكيميائية والبتروكيماوية الكبيرة الحجم نظراً لتصميمه البسيط وكفاءته في استهلاك الطاقة.
جهاز إعادة التسخين ذو الدوران القسري
يستخدم هذا التصميم مضخات لتدوير السائل عبر نظام التدفئة. وغالبًا ما يُختار هذا التصميم للسوائل اللزجة أو في التطبيقات التي قد يتعرض فيها النظام للتلوث.
التطبيقات الصناعية
تُعد غلايات إعادة التسخين مكونات أساسية في العديد من عمليات الفصل، ومنها:
- أعمدة التقطير
- أنظمة التقطير التفاعلي
- وحدات استرداد المذيبات
- عمليات الفصل في مجال البتروكيماويات
- أنظمة التنقية الكيميائية
ونظرًا لأن جهاز إعادة التسخين يوفر الحرارة التي تحفز توليد البخار، فإن أداءه يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الفصل ونقاء المنتج واستهلاك الطاقة.
الاعتبارات الهندسية
عادةً ما يقيّم المهندسون عدة عوامل عند اختيار جهاز إعادة التسخين:
- الحمل الحراري المطلوب
- ضغط التشغيل ودرجة الحرارة
- خصائص السوائل
- ميل التلوث
- كفاءة الطاقة
- متطلبات الصيانة
قد يؤدي استخدام مُعيد التسخين ذي الحجم الأصغر من المطلوب إلى الحد من سعة العمود، في حين أن استخدام وحدة ذات حجم أكبر من المطلوب قد يؤدي إلى زيادة التكلفة الرأسمالية ونفقات التشغيل.
كما يُعد اختيار وسائط التسخين، مثل البخار أو الزيت الساخن أو السوائل الحرارية الأخرى، أحد الاعتبارات التصميمية المهمة.
الأهمية الصناعية
في العديد من أنظمة التقطير، يُعد جهاز إعادة التسخين أحد أكبر مستهلكي الطاقة في العملية. ونتيجة لذلك، يلعب تصميم جهاز إعادة التسخين وتشغيله دورًا حاسمًا في الجدوى الاقتصادية للعملية وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.
يساعد التكامل السليم بين جهاز إعادة التسخين وعمود التقطير على الحفاظ على استقرار التشغيل، وتحسين أداء الفصل، وتقليل الاستهلاك الإجمالي للطاقة.
المصطلحات ذات الصلة
- عمود التقطير
- المكثف
- التقلب النسبي
- التعبئة المهيكلة
- التقطير التفاعلي
