鈦螺旋板式換熱器在環(huán)氧裝置中的應(yīng)用

1、前言

環(huán)氧氯丙烷裝置的廢水含雜質(zhì)顆粒較多，主要雜質(zhì)成分為Ca（OH）2和CaCl2，極易結(jié)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(huì)造成能源的浪費(fèi)；另一方面，由于廢水的溫度較高，排放到水廠還會(huì)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(jìn)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(qiáng)。計(jì)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(duì)于本次改造來說，換熱器選型要面對(duì)的主要問題有四個(gè):首先是廢水側(cè)工質(zhì)易結(jié)垢；其次由于是設(shè)備改造，可利用的空間較??；第三個(gè)問題是熱源的品質(zhì)較低；第四個(gè)問題是DCH水溶液腐蝕性很強(qiáng)，要注意防止腐蝕、泄漏。這就要求換熱器要有較好的防結(jié)垢的能力和較高的傳熱效率，并且結(jié)構(gòu)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(jì)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(shè)計(jì)的要求；板式換熱器的經(jīng)濟(jì)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(qiáng)，密封可靠，同時(shí)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(jì)性。

3、酸洗工藝

盡管設(shè)計(jì)中考慮了工質(zhì)易于結(jié)垢的特性選用了螺旋板式換熱器，但由于工質(zhì)的強(qiáng)結(jié)垢特性以及流動(dòng)的不均勻性等影響，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間以后必須要進(jìn)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(jié)垢成分Ca（OH）2反應(yīng)，生成易溶于水的CaCl2，并且不影響下一步DCH水溶液進(jìn)入皂化塔中的反應(yīng)，因此，本設(shè)計(jì)采用DCH水溶液到換熱器廢水側(cè)進(jìn)行酸洗。 

實(shí)際改造中配備了Ａ、Ｂ兩臺(tái)鈦螺旋板式換熱器，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。當(dāng)Ａ換熱器運(yùn)行一段時(shí)間傳熱效果明顯下降時(shí)，系統(tǒng)切換到Ｂ，同時(shí)引DCH水溶液到Ａ換熱器的廢水側(cè)進(jìn)行酸洗，酸洗后的DCH水溶液引入皂化塔。

在DCH管路上專門設(shè)計(jì)了酸洗用的旁路，通過切換閥門即可實(shí)現(xiàn)酸洗，工藝簡(jiǎn)便易行。通常運(yùn)行一周酸洗30min即可達(dá)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(jié)論

對(duì)于強(qiáng)腐蝕性、易結(jié)垢、低品位熱流體工質(zhì)的換熱器設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中獨(dú)特的酸洗工藝，也使得采用廢水工質(zhì)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(jì)性。