鈦螺旋板式換熱器在環氧裝置中的應用

1、前言

環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微生物的生態環境。因此，在環氧氯丙烷裝置環化系統節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??；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，也充分展現了螺旋板式換熱器的優越性。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濟性。