循环蒸发器作为工业生产中实现溶液浓缩、溶质分离的重要设备,在化工、制药、食品等行业广泛应用。然而,在长期运行过程中,受操作条件、物料特性、设备老化等因素影响,循环蒸发器会出现各种故障。了解这些常见故障及解决方法,有助于及时排除故障,保障设备稳定运行,降低生产损失。
加热管结垢:处理的溶液中含有大量无机盐、有机物等溶质,在蒸发过程中,随着溶剂不断汽化,溶质浓度逐渐升高,达到饱和状态后会结晶析出,附着在加热管内壁形成垢层。垢层的导热系数远低于金属材质,会严重阻碍热量传递,导致传热效率大幅下降。例如,在处理高盐废水时,若不及时进行除垢处理,钙、镁等离子会在加热管表面形成碳酸钙、硫酸钙等水垢。
传热面积减少:加热管出现破损、泄漏,为保证生产安全和产品质量,需要对损坏的加热管进行封堵。随着封堵的加热管数量增加,有效传热面积不断减少,从而降低了蒸发器的传热能力。此外,若加热管内有异物堵塞,也会使溶液无法充分接触加热表面,相当于减少了传热面积。
加热介质问题:加热蒸汽压力不稳定或压力过低,无法提供足够的热量;蒸汽中含有大量不凝性气体(如空气),会在加热管表面形成气膜,阻碍热量传递;导热油等加热介质使用时间过长,出现氧化、结焦等变质现象,导致其传热性能下降。
溶液特性变化:溶液的粘度、密度等物理性质发生改变,影响了溶液在加热管内的流动状态和传热效果。例如,溶液粘度增加会使流体流速降低,传热边界层增厚,热阻增大;溶液中固体颗粒含量增多,会加剧对加热管内壁的磨损,同时也容易在管壁上沉积,影响传热。
定期除垢:根据溶液特性和结垢情况,制定合理的除垢周期和除垢方法。对于常见的水垢,可采用化学清洗法,使用盐酸、柠檬酸等酸性清洗剂溶解垢层;对于有机物结垢,可使用氢氧化钠等碱性清洗剂进行清洗。在清洗过程中,要注意控制清洗剂的浓度和清洗时间,避免对加热管造成腐蚀。此外,也可采用物理清洗法,如高压水射流清洗、机械刮除等。
修复或更换加热管:及时对破损、泄漏的加热管进行修复或更换。对于轻微泄漏的加热管,可采用焊接的方法进行修补;对于严重损坏的加热管,必须更换新管。在更换加热管时,要确保新管的材质、规格与原管一致,并严格按照安装要求进行安装,保证密封性能良好。
优化加热介质:稳定加热蒸汽压力,安装蒸汽稳压装置,确保蒸汽压力在设备要求的范围内;定期排放蒸汽管道和蒸发器内的不凝性气体,可在蒸汽管道和蒸发器顶部设置排气阀,每天定时排气。对于使用导热油的蒸发器,要定期检测导热油的质量指标,如粘度、闪点、酸值等,当导热油变质严重时,及时更换新油,并对导热油系统进行清洗,清除系统内的结焦物和杂质。
调整溶液处理工艺:当溶液特性发生变化时,对溶液的预处理工艺进行调整。例如,对于粘度较高的溶液,可通过添加稀释剂降低粘度;对于含有大量固体颗粒的溶液,增加过滤环节,去除固体杂质。同时,根据溶液特性优化蒸发器的操作参数,如调整循环流量、加热蒸汽温度等,以适应溶液特性的变化,提高传热效率。
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