鈦螺旋板式換熱器在環(huán)氧裝置中的應用
作者： 時間：2023-08-15 瀏覽：9330人次鈦螺旋板式換熱器在環(huán)氧裝置中的應用
1、前言
環(huán)氧氯丙烷裝置的廢水含雜質顆粒較多，主要雜質成分為Ca（OH）2和CaCl2，極易結垢。廢水溫度大約在85℃，屬于低品位熱能，不易回收利用。但是如果不加回收處理，一方面會造成能源的浪費；另一方面，由于廢水的溫度較高，排放到水廠還會破壞污水處理系統(tǒng)微生物的生態(tài)環(huán)境。因此，在環(huán)氧氯丙烷裝置環(huán)化系統(tǒng)節(jié)能改造中考慮在皂化塔之前增加換熱器，進入皂化塔的二氯丙醇(DCH)水溶液在換熱器中吸收廢水的余熱。DCH水溶液的主要成分濃度分別為:DCH4；2%，HCl；2%，腐蝕性很強。計劃將廢水溫度從85℃降低到72℃左右，將DCH水溶液的溫度從40℃升高到55℃。 2、選型
對于本次改造來說，換熱器選型要面對的主要問題有四個:首先是廢水側工質易結垢；其次由于是設備改造，可利用的空間較小；第三個問題是熱源的品質較低；第四個問題是DCH水溶液腐蝕性很強，要注意防止腐蝕、泄漏。這就要求換熱器要有較好的防結垢的能力和較高的傳熱效率，并且結構要緊湊，單位體積的換熱面積要大，密封可靠。常用的換熱器形式有管殼式、板式和螺旋板式。
管殼式換熱器的經(jīng)濟性最差，密封最可靠但是抗污垢性能一般，在可靠性上不能滿足設計的要求；板式換熱器的經(jīng)濟性最好，但是密封不夠可靠并且抗污垢性能一般；螺旋板式換熱器抗污垢能力最強，密封可靠，同時也具有較好的傳熱效率和較高的單位體積傳熱面積，因而具有最高的可靠性和較好的經(jīng)濟性。
3、酸洗工藝
盡管設計中考慮了工質易于結垢的特性選用了螺旋板式換熱器，但由于工質的強結垢特性以及流動的不均勻性等影響，設備運行一段時間以后必須要進行清洗、除垢。螺旋板的清洗主要有水洗、酸洗和蒸汽沖洗三種方法。由于DCH水溶液中含有1；2%的HCl，能夠與主要的結垢成分Ca（OH）2反應，生成易溶于水的CaCl2，并且不影響下一步DCH水溶液進入皂化塔中的反應，因此，本設計采用DCH水溶液到換熱器廢水側進行酸洗。
實際改造中配備了Ａ、Ｂ兩臺鈦螺旋板式換熱器，一臺運行，一臺備用。當Ａ換熱器運行一段時間傳熱效果明顯下降時，系統(tǒng)切換到Ｂ，同時引DCH水溶液到Ａ換熱器的廢水側進行酸洗，酸洗后的DCH水溶液引入皂化塔。
在DCH管路上專門設計了酸洗用的旁路，通過切換閥門即可實現(xiàn)酸洗，工藝簡便易行。通常運行一周酸洗30min即可達到滿意的效果。由于沒有額外的酸溶液的消耗，酸洗的成本幾乎為零。
4、結論
對于強腐蝕性、易結垢、低品位熱流體工質的換熱器設計，罕見先例。本次改造的成功，為惡劣工況下工作的螺旋板式換熱器的設計提供了范例，也充分展現(xiàn)了螺旋板式換熱器的優(yōu)越性。本設計中獨特的酸洗工藝，也使得采用廢水工質的換熱器具有了令人滿意的操作性，從而保證了換熱器的可靠性和經(jīng)濟性。
