热虹吸式重沸器（Thermosiphon Reboiler） 是依靠气液密度差驱动自然循环的高效传热设备，广泛应用于精馏、蒸发等化工单元操作。与釜式重沸器相比，其无需独立蒸发空间，结构更紧凑，传热效率更高，是连续化生产的优选设备。

一、热虹吸式重沸器 结构组成与循环机制

1.热虹吸式重沸器 典型结构框架

               [气相返回精馏塔]               ↑    [塔底液体→重沸器入口管线]    ↓                  ↓[精馏塔底] → [加热管束（壳程/管程）] → [气液混合物出口]    ↑                  ↑    [密度差驱动循环]   [加热介质（管程/壳程）]

2. 关键部件与循环原理

• 循环动力来源：
  塔底液体进入重沸器后被加热汽化，气液混合物密度（ρ₂）远小于未汽化液体密度（ρ₁），形成静压差（ΔP = (ρ₁ - ρ₂)・g・H），驱动液体自动循环（H 为塔底与重沸器的高度差，通常 1~3 米）。

• 管束布置：

• 分为立式（管束垂直安装）和卧式（管束水平安装）两类，立式更常见（占比＞80%），因流体流动更均匀；

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• 加热介质（蒸汽、热油）通常走管程，被加热液体走壳程（立式）或管程（卧式）。

• 关键接口设计：

• 入口管线直径比出口管线小 10%~20%，提升流体速度（建议 1~3m/s），强化传热；

• 出口管线需倾斜向上接入塔底，避免气液分离不畅。

三、工作原理与传热过程

1. 动态循环与相变流程

1. 液体流入：塔底液体在静压作用下进入重沸器，与管束内加热介质进行热交换；

2. 部分汽化：液体吸收热量后温度升高，部分汽化形成气液混合物（汽化率通常 10%~40%）；

3. 密度差驱动：混合物密度降低，在重力作用下上升返回塔底，同时带动新液体流入重沸器，形成连续循环；

4. 气液分离：混合物进入塔底后，气相上升参与精馏，液相与塔内下降液体混合后再次进入重沸器。

2. 传热效率优势

• 流体在重沸器内流速较高（立式壳程流速 0.5~2m/s），湍流程度强，传热系数可达 600~1500 W/(m²・K)，是釜式重沸器的 2~3 倍；

• 无独立蒸发空间，壳体体积仅为同处理量釜式重沸器的 1/3~1/2，减少占地面积与投资成本。

四、类型区分与适用场景

1. 立式 vs 卧式热虹吸重沸器

2. 工艺场景优选

• 清洁物料连续精馏：如乙烯精馏塔、苯 - 甲苯分离塔，要求高传热效率与稳定循环；

• 低压降工况：重沸器总压降＜0.05MPa（避免破坏塔内真空度），如真空精馏系统；

• 热源温度与物料沸点温差适中：ΔT=20~80℃，温差过大会导致局部汽化剧烈，破坏循环稳定性。

五、与其他重沸器的对比分析

六、关键设计与操作参数

1. 设计核心参数

• 循环高度差（H）：
  立式重沸器 H=1~3m，H 过小导致循环动力不足，过大则增加塔架高度；卧式重沸器 H≥0.5m 即可。

• 汽化率控制：
  一般不超过 40%，过高会导致气液混合物密度过低，循环量下降（建议循环量为理论需要量的 1.2~1.5 倍）。

• 流速要求：

• 立式壳程液体流速≥0.5m/s，避免颗粒沉积；

• 卧式管程液体流速≥1m/s，强化湍流。

2. 操作维护要点

• 液位控制：塔底液位需维持在重沸器入口管线以上 0.5~1m，避免泵吸空（强制循环式）或循环中断；

• 温差管理：加热介质与物料温差 ΔT≤100℃（蒸汽热源时，压力≤1.0MPa），防止局部过热结焦；

• 常见故障处理：

  故障	原因	解决方案
  循环量下降	入口管线堵塞、汽化率过高	清洗管线、降低加热量
  传热效率降低	管束结垢、加热侧有不凝气	化学清洗、排放不凝气
  振动噪声	气液流速不均、支撑不足	调整流量、增加管卡支撑