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技術(shù)指導(dǎo)

鈦螺旋板式換熱器在環(huán)氧裝置中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2023-08-15 瀏覽:8794人次

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

對于本次改造來說,換熱器選型要面對的主要問題有四個(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,可利用的空間較小;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兩臺鈦螺旋板式換熱器,一臺運(yùn)行,一臺備用。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。


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