Un hervidor de agua es un intercambiador de calor que se utiliza en un proceso de destilación química. Este intercambiador de tipo carcasa tiene una gran superficie de ebullición abierta muy parecida a una tetera en una estufa de cocina. Normalmente, es el recipiente en la parte inferior de una columna de destilación. El recipiente recibe el condensado de la bandeja de separación que se encuentra encima y devuelve el vapor para proporcionar la energía térmica a la columna. El diseño de un hervidor de agua permite una gran transferencia de calor de forma continua.
Una columna de destilación separa los compuestos en función de sus puntos de ebullición a la presión de funcionamiento de la columna. La columna consta de varias etapas de separación distribuidas verticalmente. En cada etapa, la relación de un componente en la fase líquida y el mismo componente en la fase gaseosa estará en equilibrio y será función de la temperatura de la etapa y la presión de la columna. Una etapa puede consistir en una bandeja física o un sitio en un medio continuo, como en una columna llena de perlas de vidrio.
En una mezcla de compuestos múltiples, se pueden tomar de la columna varias corrientes laterales más una aspiración de cabeza. Cada corriente se concentra en un compuesto deseado o una pequeña mezcla de compuestos similares. El calor sube por la columna en forma de vapor caliente. El vapor se condensa en una bandeja o escenario, liberando calor al líquido en ese momento. Algunos compuestos absorben calor, hierven y transfieren calor hacia arriba.
Los líquidos que no hiervan desbordarán el escenario y caerán a un nivel más bajo. A medida que este proceso de equilibrio se establece de una etapa a otra, los componentes se separan y extraen. La nueva fuente se agrega en una etapa basada en el diseño de la columna. El calor se agrega continuamente a la columna a través del hervidor de agua en la parte inferior.
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos funcionan haciendo pasar dos corrientes separadas de fluido a diferentes temperaturas entre sí en estrecho contacto. Los tubos se asemejan a una colección de pajitas dentro de un cilindro ajustado. Los tubos se conectan a través de colectores en la cabeza y la parte trasera del paquete. El fluido más frío puede estar en el lado de la carcasa o del tubo. El calor pasará por conducción a través de las paredes del tubo hacia el fluido más frío.
Un hervidor de agua se diferencia del típico intercambiador de calor de carcasa y tubos en que por encima del haz de tubos hay un gran espacio abierto. El fluido del proceso se encuentra en el lado de la carcasa, donde hierve la columna de destilación para su separación. El lado del tubo transporta el fluido caliente, que consiste en vapor u otro fluido de proceso de temperatura más alta. Los costos de un hervidor de agua son entre un 15% y un 25% más altos que los de un intercambiador de calor de carcasa y tubos de tamaño equivalente debido a la carcasa más grande y al aumento del tamaño del puerto.