循環(huán)蒸發(fā)器作為工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)溶液濃縮、溶質(zhì)分離的重要設(shè)備,在化工、制藥、食品等行業(yè)廣泛應(yīng)用。然而,在長期運(yùn)行過程中,受操作條件、物料特性、設(shè)備老化等因素影響,循環(huán)蒸發(fā)器會出現(xiàn)各種故障。了解這些常見故障及解決方法,有助于及時排除故障,保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,降低生產(chǎn)損失。
加熱管結(jié)垢:處理的溶液中含有大量無機(jī)鹽、有機(jī)物等溶質(zhì),在蒸發(fā)過程中,隨著溶劑不斷汽化,溶質(zhì)濃度逐漸升高,達(dá)到飽和狀態(tài)后會結(jié)晶析出,附著在加熱管內(nèi)壁形成垢層。垢層的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬材質(zhì),會嚴(yán)重阻礙熱量傳遞,導(dǎo)致傳熱效率大幅下降。例如,在處理高鹽廢水時,若不及時進(jìn)行除垢處理,鈣、鎂等離子會在加熱管表面形成碳酸鈣、硫酸鈣等水垢。
傳熱面積減少:加熱管出現(xiàn)破損、泄漏,為保證生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量,需要對損壞的加熱管進(jìn)行封堵。隨著封堵的加熱管數(shù)量增加,有效傳熱面積不斷減少,從而降低了蒸發(fā)器的傳熱能力。此外,若加熱管內(nèi)有異物堵塞,也會使溶液無法充分接觸加熱表面,相當(dāng)于減少了傳熱面積。
加熱介質(zhì)問題:加熱蒸汽壓力不穩(wěn)定或壓力過低,無法提供足夠的熱量;蒸汽中含有大量不凝性氣體(如空氣),會在加熱管表面形成氣膜,阻礙熱量傳遞;導(dǎo)熱油等加熱介質(zhì)使用時間過長,出現(xiàn)氧化、結(jié)焦等變質(zhì)現(xiàn)象,導(dǎo)致其傳熱性能下降。
溶液特性變化:溶液的粘度、密度等物理性質(zhì)發(fā)生改變,影響了溶液在加熱管內(nèi)的流動狀態(tài)和傳熱效果。例如,溶液粘度增加會使流體流速降低,傳熱邊界層增厚,熱阻增大;溶液中固體顆粒含量增多,會加劇對加熱管內(nèi)壁的磨損,同時也容易在管壁上沉積,影響傳熱。
定期除垢:根據(jù)溶液特性和結(jié)垢情況,制定合理的除垢周期和除垢方法。對于常見的水垢,可采用化學(xué)清洗法,使用鹽酸、檸檬酸等酸性清洗劑溶解垢層;對于有機(jī)物結(jié)垢,可使用氫氧化鈉等堿性清洗劑進(jìn)行清洗。在清洗過程中,要注意控制清洗劑的濃度和清洗時間,避免對加熱管造成腐蝕。此外,也可采用物理清洗法,如高壓水射流清洗、機(jī)械刮除等。
修復(fù)或更換加熱管:及時對破損、泄漏的加熱管進(jìn)行修復(fù)或更換。對于輕微泄漏的加熱管,可采用焊接的方法進(jìn)行修補(bǔ);對于嚴(yán)重?fù)p壞的加熱管,必須更換新管。在更換加熱管時,要確保新管的材質(zhì)、規(guī)格與原管一致,并嚴(yán)格按照安裝要求進(jìn)行安裝,保證密封性能良好。
優(yōu)化加熱介質(zhì):穩(wěn)定加熱蒸汽壓力,安裝蒸汽穩(wěn)壓裝置,確保蒸汽壓力在設(shè)備要求的范圍內(nèi);定期排放蒸汽管道和蒸發(fā)器內(nèi)的不凝性氣體,可在蒸汽管道和蒸發(fā)器頂部設(shè)置排氣閥,每天定時排氣。對于使用導(dǎo)熱油的蒸發(fā)器,要定期檢測導(dǎo)熱油的質(zhì)量指標(biāo),如粘度、閃點(diǎn)、酸值等,當(dāng)導(dǎo)熱油變質(zhì)嚴(yán)重時,及時更換新油,并對導(dǎo)熱油系統(tǒng)進(jìn)行清洗,清除系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)焦物和雜質(zhì)。
調(diào)整溶液處理工藝:當(dāng)溶液特性發(fā)生變化時,對溶液的預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整。例如,對于粘度較高的溶液,可通過添加稀釋劑降低粘度;對于含有大量固體顆粒的溶液,增加過濾環(huán)節(jié),去除固體雜質(zhì)。同時,根據(jù)溶液特性優(yōu)化蒸發(fā)器的操作參數(shù),如調(diào)整循環(huán)流量、加熱蒸汽溫度等,以適應(yīng)溶液特性的變化,提高傳熱效率。
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