Un ribollitore a bollitore è uno scambiatore di calore utilizzato in un processo di distillazione chimica. Questo scambiatore a conchiglia ha una grande superficie di ebollizione aperta molto simile a un bollitore su un fornello da cucina. Tipicamente, è il recipiente sul fondo di una colonna di distillazione. Il recipiente riceve la condensa dal vassoio di separazione sopra di esso e restituisce il vapore per fornire l’energia termica alla colonna. Il design di un ribollitore a bollitore consente un ampio trasferimento di calore su base continua.
Una colonna di distillazione separa i composti in base ai loro punti di ebollizione alla pressione di esercizio della colonna. La colonna è costituita da una serie di stadi di separazione distribuiti verticalmente. Ad ogni stadio, il rapporto tra un componente nella fase liquida e lo stesso componente nella fase gassosa sarà in equilibrio e funzione della temperatura dello stadio e della pressione della colonna. Uno stadio può consistere in un vassoio fisico o in un sito su un mezzo continuo, come in una colonna riempita con perline di vetro.
In una miscela multicomposta, dalla colonna possono essere prelevati diversi flussi laterali più un tiraggio dall’alto. Ogni flusso è concentrato in un composto desiderato o in una piccola miscela di composti simili. Il calore risale la colonna sotto forma di vapore caldo. Il vapore si condensa su un vassoio o un palco, rilasciando calore al liquido in quello stadio. Alcuni composti assorbono calore, fanno bollire e trasferiscono il calore verso l’alto.
I liquidi non bollenti traboccheranno dal palco e cadranno a un livello inferiore. Poiché questo processo di equilibrio viene stabilito di fase in fase, i componenti vengono separati e prelevati. Il nuovo feed viene aggiunto in una fase in base al design della colonna. Il calore viene continuamente aggiunto alla colonna tramite il bollitore ribollitore in basso.
Gli scambiatori di calore a fascio tubiero funzionano facendo passare due flussi separati di fluido a temperature diverse l’uno dall’altro a stretto contatto. I tubi assomigliano a una raccolta di cannucce all’interno di un cilindro aderente. I tubi si collegano tramite collettori in testa e nella parte posteriore del fascio. Il fluido di raffreddamento può trovarsi sul lato del mantello o del tubo. Il calore passerà per conduzione attraverso le pareti del tubo verso il fluido più freddo.
Un ribollitore a bollitore differisce dal tipico scambiatore di calore a fascio tubiero in quanto sopra il fascio di tubi c’è un ampio spazio aperto. Il fluido di processo si trova sul lato del guscio, dove fa bollire la colonna di distillazione per la separazione. Il lato del tubo porta il fluido caldo, costituito da vapore o altro fluido di processo a temperatura più elevata. I costi di un ribollitore a bollitore sono superiori dal 15% al 25% rispetto a uno scambiatore di calore a fascio tubiero di dimensioni equivalenti a causa del guscio più grande e delle maggiori dimensioni della porta.