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(zhì)顆粒較多，主要雜質(zhì)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(huì )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(chǎng)還會(huì )破壞污水處理系統微生物的生態(tài)環(huán)境。因此，在環(huán)氧氯丙烷裝置環(huán)化系統節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。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(lái)說(shuō)，換熱器選型要面對的主要問(wèn)題有四個(gè):首先是廢水側工質(zhì)易結垢；其次由于是設備改造，可利用的空間較??；第三個(gè)問(wèn)題是熱源的品質(zhì)較低；第四個(gè)問(wèn)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(mǎn)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(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)濟性。

3、酸洗工藝

盡管設計中考慮了工質(zhì)易于結垢的特性選用了螺旋板式換熱器，但由于工質(zhì)的強結垢特性以及流動(dòng)的不均勻性等影響，設備運行一段時(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(jìn)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(jìn)行酸洗。 

實(shí)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(shí)間傳熱效果明顯下降時(shí)，系統切換到Ｂ，同時(shí)引DCH水溶液到Ａ換熱器的廢水側進(jìn)行酸洗，酸洗后的DCH水溶液引入皂化塔。

在DCH管路上專(zhuān)門(mén)設計了酸洗用的旁路，通過(guò)切換閥門(mén)即可實(shí)現酸洗，工藝簡(jiǎn)便易行。通常運行一周酸洗30min即可達到滿(mǎn)意的效果。由于沒(méi)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(zhì)的換熱器設計，罕見(jiàn)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(zhì)的換熱器具有了令人滿(mǎn)意的操作性，從而保證了換熱器的可靠性和經(jīng)濟性。