蒸发设备防垢及多相流防垢技术在蒸发中的应用

蒸发设备防垢

及多相流防垢技术在蒸发中的应用河北工业大学张少峰教授

2015.03.16第二届蒸发结晶技术培训班（天津）一、污垢的影响K随污垢热阻的增加而减少，清洁条件下的K愈高，则污垢热阻的影响也愈大。因此设计换热器时必须额外增加传热面积，以补偿污垢热阻的影响；污垢热阻值具有某些不确定性，设计者往往采用较保守的值以增加安全系数，这使传热面积更加不必要地增大；污垢是热的不良导体，污垢沉积在设备表面提高了壁温，影响了传热效果，降低了生产效率。清洁条件下管壁温度的变化污垢条件下管壁温度的变化污垢聚积在表面，局部腐蚀加剧，产生点腐蚀造成穿孔。污垢在管内沉积使管内的流道截面积变小，增大流动阻力，泵或风机的消耗功率增加，再加上清洗设备的动力消耗，使设备的总能量消耗增加。由于污垢而引起的停车清洗，降低了设备连续运转的周期，造成产品产量下降。同时在设备起、停期间内，运行条件达不到规定要求，引起产品质量下降或质量不稳定而造成损失。据美、英、新西兰的调查，污垢给工业发达国家所造成的损失平均占国民生产总值的0.3%；1985年美国在污垢方面蒙受的经济损失每年达80~100亿美元；在运行效率方面，原机械部兰州石油机械研究所换热器研究室发表的专题调研报告《我国换热器研究及其工业化进程》指出，污垢使我国换热器的运行效率平均下降50%，这美国Exxon公司的测算结果（由于传热面上的污垢须使传热面积增加一倍以上）大体一致。

在运行效率方面，原机械部兰州石油机械研究所换热器研究室发表的专题调研报告《我国换热器研究及其工业化进程》指出，污垢使我国换热器的运行效率平均下降50%，这美国Exxon公司的测算结果（由于传热面上的污垢须使传热面积增加一倍以上）大体一致。有效地防止蒸发设备结垢，提高传热效率？析晶污垢：指在流动条件下呈过饱和的流动溶液中的溶解无机盐淀析在换热面上的结晶体，例如，过饱和溶液中溶解的无机盐（如CaCO3、CaSO4、Ca(PO4)、CaSiO3、NaCl等）在换热面上结晶、附着而形成的污垢，就称为析晶污垢。化学反应污垢：液体中各组分之间发生化学反应而形成的沉积在换热面上的物质。微粒型污垢：悬浮在流体中的固体微粒在换热壁面上积聚形成的污垢。腐蚀型污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面材料腐蚀产生的腐蚀物积聚所形成的污垢。生物型污垢：由微生物体和宏观有机物体附着于换热面上而形成的污垢。（污泥、温度）凝固型污垢：指清洁液体或多组分溶液的高溶解度组分在过冷换热面上凝固而形成的污垢。二、污垢分类按控制结垢形成的最主要沉积机理：1、流体性质

流体性质对污垢的影响，实际上包括流体本身的性质和不溶于流体或被流体夹带的各种物质的特性对污垢的影响。例如流体中含有盐或其他物质，可能会因温度或浓度的变化而结晶。（无机物颗粒、微生物和养分含量、固体物质的浓度和粒径等）

2、流体流速流体的流速可通过对传热传质的影响和机械作用力使结垢受到影响，该影响过程非常复杂。一般情况下，流速大可阻碍固体颗粒在壁面的沉积，并使晶粒不易附着，从而可减轻结垢；但是，如果壁面上已经结了垢，则流速的增大会促进传质，因此在扩散决定的结晶过程时，则有利于垢的增长。三、换热设备污垢影响因素流速对不同类型结垢产生的影响是不同的，对不同类型换热设备结垢的影响程度也不相同。对于扩散机理控制的结垢过程，增大流速可减小结垢速率；在以结晶类型为主导的结垢过程中，流速的影响相对较小；在微生物结垢类型中，流体流速有正、反两方面作用，一是加大了剪切力，二是增加了养分和氧的供给。3、换热设备参数换热器的一些参数对污垢的形成有着明显的影响，这些参数主要有：换热面材料、换热面状态、换热面的型式以及几何尺寸。

4、温度和温差流体和污物之间的界面温度是影响结垢程度的关键参数，流体温度（平均温度）及其传热系数决定该界面温度。5、其他影响因素：流体中溶解物质的浓度：对于结晶过程，浓度差（过饱和）是关键的，因为随浓度差的增大，物质传递和污垢生成的速率也提高。饱和浓度随温度变化的关系：直接影响操作条件的选择和结垢的形成。可能出现各种情况，例如饱和浓度随温度而上升、下降或保持不变。垢层的厚度和剪切强度：随着垢层厚度的增加使流道截面减小，流速增加，因而相应地提高了剪切力，这样有助于使垢层脱落，倘若垢层的剪切强度不太大，则两者处于平衡状态。界面应力和产生晶核的接触角：随着界面应力的减小，晶核生成的可能性就增大。由于界面上存在的杂质组分也可使界面应力降低，从而有利于结垢过程。四、结垢机理及形成过程由于温度梯度的存在，在加热面上的料液产生沸腾汽化，形成料液过饱和度大而产生晶核，附着于加热壁面并成为污垢；垢物本身因溶解度随温度增加而减少，如溶液中的钙、镁离子。当达到饱和温度时，钙、镁离子形成晶核附于加热壁面并成为污垢；对于一些热敏性物质容易在管壁局部过热而产生分解，分解产物附于加热壁面并成为污垢。蒸发有汽泡产生，然后上升脱离溶液本体而破裂。如果汽泡上升、破裂不顺利，或者需要较长时间，则汽泡使加热面上溶液浓度分布不均匀，汽泡热阻较大，形成管壁局部过热，形成垢层，从而降低传热效率，形成更多的局部过热，产生更多的垢层，恶性循环，无法维持生产。加热壁面上汽泡的行为在很大程度上影响着结垢过程。

污垢的沉积与与剥落沸腾表面上污污垢形成垢层的结构A：松散堆积，，如沙丘状、、热导率低；；B：晶化前沿；；C：结晶层、热热导率高。五、蒸发设备备防除垢1、加热管壁上上形成的污垢垢主要是下面面三种：结晶垢经常遇到。如如蒸发时盐浓浓度不断提高高，直至溶液液过饱和，晶晶粒析出并沉沉积。主要取取决于物质的的溶解度。如如果溶液中主主要是单盐，，则垢层较厚厚，结垢致密密，与壁面的的结合较牢固固；若是复盐盐，则垢层较较薄，并由结结晶团块组成成，常包含清清洗薄弱环节节而易于脱落落。垢层的形形成受到温度度和流速的影影响。化学反应污垢垢当料液与加热热表面接触时时，由于自氧氧化和聚合反反应而生成反反应污垢。例例如单体烃类类在接触足够够高温度的壁壁面时，可以以进行聚合反反应而生成聚聚合物，并牢牢固地附着于于器壁。有些些壁面的金属属杂质（或者者腐蚀产物））有助于氧化化，特别是装装置中某些不不密封部位，，更易促使料料液的自氧化化。若壁温很很高，会导致致结焦。这种种垢层硬而韧韧，不易除去去。腐蚀垢由表面的化学学或电化学腐腐蚀引起。如如通过均匀腐腐蚀或孔蚀使使金属受损，，产生金属腐腐蚀产物。该该产物一方面面造成换热表表面热阻增大大，又可起到到催化剂作用用，有利于其其他结垢过程程；另一方面面腐蚀后增加加了金属表面面的粗糙度，，有利于沉积积结垢并增强强了壁面的晶晶核附着能力力。金属腐蚀蚀产物本身既既可使壁面造造成垢层，同同时其脱落的的锈屑可随料料液携带到别别处沉积，即即增加了料液液中的污物。。2、常见防垢蒸蒸发设备的结结构及特点（1）列文蒸发器器结构特点是加加热室上端设设置一段高度度为2.7m~5m的圆筒作为沸沸腾室，因此此加热管内溶溶液较一般蒸蒸发器内多承承受一段液柱柱静压力，溶溶液只有上升升到压强较低低的蒸发室内内才能沸腾汽汽化，这样可可以避免溶液液在加热管中中结垢或析出出晶体。循环速度可高高达2~3m/s，传热效果好好，加热管内内不会有晶体体堵塞，故适适用于处理有有晶体析出或或易结垢的溶溶液。因循环环管必须保持持一定的高度度（一般约为为7~8m），故这种蒸蒸发器要求厂厂房高，同时时消耗材料较较多。此外，，这种蒸发器器的液柱静压压强大，故要要求较高压强强的加热蒸汽汽才能维持一一定的温度差差。（2）强制循环蒸蒸发器在强制循环蒸蒸发器中，液液体在加热管管内的循环流流速通常在1.2m/s~3.0m/s范围之内（当当悬浮液中晶晶粒多，所用用管材硬度低低，液体粘度度较大时，选选用低值），，过高的流速速将耗费过多多的能量，且且增加系统磨磨损。加热室可以是是立式单程加加热或立式双双程加热，也也可以是卧式式双程加热。。后者的设备备总高较小，，但管子不易易清洗，且容容易被晶粒磨磨损。为抑制制加热区内汽汽化，可采用用立式长管蒸蒸发器的方法法，在加热区区之上保持一一定液面高度度，或采用出出口节流的办办法。强制循环蒸发发器的优点：：传热系数大大、抗盐析、、抗结垢、适适用性能好、、易于清洗。。缺点：造价价高，溶液停停留时间长，，为抑制加热热区内汽化，，传入的全部部热量以显热热形式从加热热区携出，循循环液的平均均温度较高，，从而降低了了总的有效传传热温差。（3）反循环蒸发发器这种蒸发器的的加热管较长长，其长径之之比为50~100。在开车时可可以通入助推推蒸汽，以实实现初始循环环，待正常运运行时可以关关掉助推蒸汽汽。循环速度度可达1.5m/s。由于它是设设法在加热室室造成一个过过剩压力，使使溶液有可能能获得一个过过热温度而不不在加热室沸沸腾汽化，从从而减轻加热热面的积垢。。（4）旋转纽带自自动清洗式蒸蒸发器它是直接利用用料液的循环环流动带动蒸蒸发器加热管管内的自动清清洗结构元件件——螺旋纽带旋转转(温升3℃、循环速度度1m/s），对加热面面上的污垢进进行自动清洗洗，同时，纽纽带在旋转过过程中扰动边边界层，使对对流传热中热热阻最大的边边界滞流层的的传热过程得得到有效强化化，以此达到到降低能耗、、提高产量的的目的。牺牲传热效率率、增大能耗耗、提高设备备造价为代价价，防垢效果果并不显著。。（5）L型蒸发器：加热区具有足足够的液柱静静压力来抑制制加热面上溶溶液的沸腾，，能确保加热热管内的溶液液不沸腾，减减少结垢和腐腐蚀现象。加热室水平放放置，与列文文蒸发器相比比，设备总高高度降低3~9米。河北省眺山化化工厂碳酸钾钾蒸发3、汽液固三相相循环流化床床蒸发防垢技技术汽液固三相循循环流化床蒸蒸发流程示意意在蒸发系统中中加入一定量量、一定尺寸寸的惰性颗粒粒，被循环液液体带入加热热室，经均匀匀分布后，在在加热管内形形成汽液固三三相流。汽液固三相进进入颗粒分离离装置，固体体颗粒被分离离下来进入下下降管参与循循环，再次进进入加热室；；汽液混合物物进入汽液分分离室进行汽汽液分离，液液体参与下一一循环。固体颗粒不断断穿过流动边边界层，增强强了液体的湍湍动程度；少少数颗粒与换换热壁面的不不断碰撞、混混合流体对壁壁面的冲刷等等作用增加流流动的湍动程程度，可有效效防止换热壁壁面上污垢的的沉积。（1）原理（2）加热管内汽汽液固三相流流的流动结构构和相关机理理竖直管内的流流动结构和换换热方式A区，液体温度度低于饱和温温度且管壁温温度也低于汽汽化所需的温温度，不发生生相变，没有有汽泡产生，，换热方式为为液固两相流流的强制对流换热。B区，液体主流流温度仍然低低于饱和温度度，但管壁已已经过热足以以产生汽泡，，汽泡脱离管管壁后进入过过冷液体时即即凝结而消失失。汽泡的产产生和消失对对液体起扰动动作用，开始始破坏流体边边界层，再加加上颗粒对边边界层的破坏坏，使得换热热系数有所增增加。换热方方式为过冷沸腾。C区和D区，液体的平平均温度等于于相应压力下下的饱和温度度，而管壁又又有足够的过过热度，同时时固体颗粒对对壁面的撞击击，此时活化化点增多，生生成的汽泡也也增多，流动动结构由细泡泡状流动发展展到汽泡弹状状流动。在此此区换热主要要靠汽泡从壁面吸收蒸蒸发潜热和一一部分过热液液体被汽泡带带入主流的对流方式进行，换换热系数同B区相比有所增增大。加入的固体颗颗粒对强化流流动沸腾传热热具有如下效效应：泡核沸腾传热热的强化由于固体颗粒粒的加入，增增加了汽化核核心并使汽泡泡的跃离频率率增大，强化化了泡核沸腾腾传热；对流传热的强强化固体颗粒的运运动破坏了流流动和传热边边界层，增强强了流体湍动动程度，从而而强化对流传传热。汽液固三相循循环流化床蒸蒸发器中汽液液固三相和壁壁面之间的传传热由固体颗颗粒与壁面间间的对流传热热、汽液两相相流和壁面间间的对流传热热以及有固体体颗粒作用的的流动泡核沸沸腾传热三部部分组成。固体颗粒与换换热壁面间的的对流传热颗粒与壁面碰碰撞引起的液液体容积对流流传热三相流化床中中,液相为连续相相，固相和汽汽相为分散相相。汽泡的形形成是非常复复杂的现象，，受许多因素素的影响，如如液体粘度、、颗粒的直径径、颗粒的体体积分率、热热流密度等。。在汽－液－－固三相流动动中，由于固固体颗粒对加加热壁面的频频繁撞击增加加了活化点，，产生了更多多的汽化核心心，而且在受受热的液体绕绕过固体颗粒粒流动时，在在某些材质的的颗粒表面也也会产生汽泡泡。在体积分分率相同时，，固体颗粒的的直径增大，，其数量会减减少，汽泡的的核心数目也也会减少。当当汽泡的形成成功一定时，，热流密度增增大汽泡的形形成加快，也也就是说汽泡泡的形成频率率增大。汽泡大部分产产生于球形凸凸凹面和锥形形凹穴中，对对于一个已形形成的汽泡来来说，要使这这个汽泡继续续存在下去，，即应使汽相相与液相达到到平衡，由热热力学与力学学分析得知，，必须满足以以下三个平衡衡条件：温度平衡：两两相及汽液液界面温度相相等并均匀一一致。力学平衡：：在汽泡泡界面上各各作用力达达到平衡。。相平衡：汽汽液液两相化学学势相等。。在加热壁面面上的长大大：在汽泡泡形成后，，汽泡不断断从加热壁壁面吸收热热量，汽泡泡开始长大大。在这段段时间内，，汽泡内蒸蒸汽压力基基本不变，，即汽泡在在保持其内内部压力不不变的条件件下等压长长大。汽泡泡的成长过过程主要由由热量传递递方程控制制，汽泡成成长速率主主要取决于于壁面的热热流密度。。汽泡的跃离离当壁面上的的汽泡长大大到一定尺尺寸时，将将跃离壁面面而上升到到沸腾液体体中，汽泡泡跃离壁面面时的直径径称为跃离离直径。当汽泡长大大到其浮力力、液体对对它的剪应应力之和大大于汽泡与与壁面的附附着力时,汽泡就跃离离壁面。汽汽泡的跃离离直径受到到固体颗粒粒的直径、、体积分率率以及热流流密度的影影响。颗粒粒与壁面上上的汽泡撞撞击也有利利于汽泡跃跃离壁面，，如图所示示。在三相相流动沸腾腾传热系统统中固体颗颗粒与壁面面接触时，，为汽泡成成核提供了了更多的区区域，使汽汽化核心数数目增加，，且汽泡跃跃离壁面的的直径越小小，则汽泡泡在壁面上上的停留时时间越短，，汽泡生成成频率就越越高，沸腾腾也越剧烈烈。在防垢方面面，汽液固三相相流剪应力力对延长污污垢的诱导导期起主要要作用；同同时固体颗颗粒碰撞边边界层将导导致壁面附附近溶液的的过饱和度度减小。加入固体颗颗粒后，颗颗粒增加流流体的湍动动程度，汽汽液固三相相流剪切应应力对污垢垢的影响和和壁面附近近溶液过饱饱和度的变变化；在除垢方面面，汽液固三相相流剪应力力可清除换换热面上污污垢的较松松软层（A层）；污垢垢底层（C层+B层）要依靠靠加入的固固体颗粒在在运动过程程中对加热热管壁的碰碰撞在垢层层上产生初初始裂纹或或被磨损。。垢层与管管壁之间的的温差应力力将使垢层层上已形成成的初始裂裂纹扩展或或产生新的的裂纹。固体颗粒对对垢层的碰碰撞应力：：垢层温差应应力脱除（（垢层内壁处处首先出现现裂纹）：垢层内壁面面处的温差差应力为一一个较大的的值温差应力的的大小主要要取决于垢垢层内外壁壁的温差Δt，其次也与与垢层的线线膨胀系数数、弹性模模量、泊松松比有关，，又决定于于垢层的厚厚度，K值愈大，温温差应力越越大。在等壁温加加热的条件件下，随着着结垢过程程的进行，，垢层内壁壁的温度是是逐渐降低低的。温差差增大！Δt=ti-t0固体颗粒对对结晶核心心的影响：：颗粒在管内内的分布呈呈现管壁较较浓，管中中心较稀的的分布。因此即使大大部分颗粒粒不能碰撞撞管壁，也也会在壁面面附近提供供大量的结结晶成核核核心，阻止止了一部分分结晶扩散散至加热壁壁面形成垢垢层。沉积到颗粒粒表面上的的结晶会由由于流体与与颗粒的相相对运动而而被冲刷掉掉。由于固体颗颗粒的表面面为汽泡的的形成提供供了更多的的汽化核心心（这与液液体对颗粒粒的润湿性性能有关）），提高了了蒸发强度度。固体颗粒碰碰撞对壁面面附近过饱饱和度的影影响：固体颗粒强强化传热的的直接效果果之一，是是导致换热热壁面温度度下降，这这将改变壁壁面附近的的温度场分分布。考虑一种极极端情况，，假设结垢垢仅是由于于溶质的扩扩散效应引引起的，那那么溶液结结垢的沉积积速率为hm为传质系数数；cb为流体主流流的浓度；；cw为壁壁面面上上溶溶液液的的浓浓度度；；对于于结结晶晶垢垢，，正正是是由由于于壁壁温温Tw与主主流流温温度度Tb不同同才才导导致致了了壁壁面面附附近近溶溶液液的的过过饱饱和和，，必必须须考考虑虑电电解解质质溶溶解解度度随随温温度度的的变变化化。。对对于于具具有有逆逆溶溶解解度度性性质质的的盐盐类类，，在在温温度度范范围围不不太太大大时时可可以以认认为为电电解解质质浓浓度度与与温温度度成成正正比比关关系系，，于于是是，，对对于于具具有有逆逆溶溶解解度度性性质质的的盐盐类类的的结结垢垢有有：：β为溶溶解解度度的的温温度度系系数数；；即有有：：∴φd与温温差差Tw-Tb成正正比比，，加入入固固体体颗颗粒粒后后，，壁壁温温Tw降低低，，引引起起温温差差Tw-Tb的减减小小，，有有效效地地降降低低了了污污垢垢在在换换热热壁壁面面上上的的沉沉积积速速率率，，从从而而起起到到了了良良好好的的防防垢垢效效果果。。（3）惰惰性性固固体体颗颗粒粒种种类类的的选选择择必须须针针对对不不同同的的物物料料特特性性及及传传热热体体系系，，根根据据价价格格性性能能比比，，选选择择适适当当种种类类的的惰惰性性固固体体颗颗粒粒材材料料。固体颗颗粒与被被蒸发介介质在操操作条件件下不能能发生化化学反应应，对产产品没有有污染。。不同固固体颗粒粒的物性性不同，，其对垢垢层的破破坏作用用和强化化传热的的效果也也不同。。因此，选选择固体体颗粒时时，应综综合考虑虑固体颗颗粒的种种类、形形状、密密度、导导热系数数等因素素，既要要有较高高的机械械强度和和良好的的韧性，，在流动动中不被被撞坏，，磨损量量要足够够小，以以防流体体流动不不稳定和和能耗过过大，又又要有良良好的强强化传热热和防、、除垢性性能。同同时要考考虑颗粒粒在特定定的工况况下，是是否能够够且容易易被流化化，流化化的程度度如何，，在管内内能否均均匀分布布；颗粒粒密度要要适当，，对管壁壁的碰撞撞力要足足够大但但对壁面面的磨损损量要小小。颗粒种类尺寸mm密度kg/m3导热系数W/(m·K)比热kJ/(kg·K)刚玉球φ2，φ3，φ4，φ523500.680.77玻璃球φ2，φ3，φ4，φ525001.0930.6699陶瓷球φ2，φ3，φ4，φ523501.250.8370钢球φ2，φ3785048.850.4605钛粒3×3，3×4，4×44505310.5240聚四氟乙烯3×3，3×4，4×421900.2491.243固体颗粒粒的种类、尺寸、及物性参数（4）惰性固固体颗粒粒的加入入量必须选择择适当的的固体粒粒子加入入量，以以达到既既能防、、除垢又又不使流流动阻力力剧增的的效果。。加入颗颗粒较多多时，颗颗粒与管管壁接触触机会增增多，碰碰撞频繁繁，扰动动边界层层能力提提高，有有利于防防、除垢垢。但颗颗粒加入入量过大大，可能能将引起起流动阻阻力大为为增加。。颗粒体体积分率率为3%~8%时，防、、除垢效效果最好好。传热系数数与操作作时间的的关系压降与操操作时间间的关系系（5）操作参参数对防防垢和压压降的影影响（6）固体颗颗粒分布布装置变孔径分分布板的的结构下管箱液液固流化化床中，，液体流速沿径向呈呈抛物线线或对数数分布，导致致了床床内颗颗粒所所受合合力的的不均均匀分分布。。在不不同半半径位位置处处的颗颗粒受受到流流体曳曳力不不同，，使得得颗粒粒来不不及在在管箱箱内均均匀混合，就随随中心心区液液流进进入管管束，，引起起颗粒粒在管管箱内内循环环运动和和分布布不均匀匀。设计原原则是是使分分布板板阻力力从边边缘向向中心心也按按抛物物线或或规律律增大大，改改变床床内液液速沿沿径向向的分分布，，中心心区域域的液液速大大，受受到分分布板板的阻阻力也也大，，边缘缘附近近液速速小，，受到到的分分布板板阻力力也小小，从从而改改善颗颗粒的的不均均匀分分布。。无分布布板时时固含含率分分布有分布布板时时固含含率分分布在同一一分布布板高高度下下，随随着流流量和和颗粒粒体积积分率率的增增加，，颗粒粒分布布不均均匀度度明显显减小小（≤≤5%），较较大流流速更更易于于实现现颗粒粒的均均匀分分布。。（7）效间间过料料装置置多效多多相流流蒸发发器的的效间间设置置过料料装置置，防防止多多相流流蒸发发器中中加入入的固固体颗颗粒进进入下下一效效蒸发发器，，同时时满足足细晶晶体随随料液液流动动的要要求；；如果果是旧旧蒸发发器系系统改改造，，还要要能够够防止止旧蒸蒸发器器内原原有垢垢层被被清除除后的的大块块垢片片堵塞塞过料料装置置，实实现两两效之之间料料液的的有效效输送送。设计时时，根根据过过料量量、允允许的的管内内流速速，采采用流流体力力学中中固体体颗粒粒流态态化的的计算算方法法来确确定各各段流流通面面积；；由于流流通面面积增增大，，料液液流动动速度度变慢慢，小小于固固体颗颗粒的的自由由沉降降速度度，不不足以以携带带所加加入的的固体体颗粒粒向上上运动动，颗颗粒向向下做做沉降降运动动，而而料液液向上上流动动。该过料料装置置已获获发明明专利利ZL201110217050.1。过料装装置结结构（8）技术术特点点：在线防防垢，，无清清垢废废液产产生，，对环环境无无污染染。有效地地强化化传热热，管侧对对流传传热系系数可可提高高到1.5-2.0倍，总总传热系系数比比传统统的管管壳式式蒸发发器提提高约约30％。壁温降降低，，有效效防止止腐蚀蚀现象象发生生。可使设设备的的温差差大，，传热热面积积变小小。可以省省略料料液中中容易易结垢垢的成成份和和固体体成份份的预预处理理过程程。可在原有换换热（蒸发发）系统上上改造，设设备投资少少、见效快快。（9）优越性：：适于加热或或冷却表面面上可能生生成的各种种结垢，包包括结晶性性的硬垢，，生物和食食物上的软软垢，蛋白白质和纤维维状的结垢垢，其它的的有机物垢垢和无机物物垢。具有稳定的的传热系数数K值和压力降降△P值。保持原工艺艺流程和现现有设备的的安装状态态不变。所有原有的的泵体还可可以继续使使用。惰性固体颗颗粒不会污污染料液，，可以控制制惰性固体体颗粒在设设备内的循循环周期，，既可以用用于强制循循环，也可可以用于自自然循环。。强化传热和和防、除垢垢机理与物物料的性质质无关。处理量的比比较（10）应用实例例加热室蒸汽汽压力的比比较（防垢垢）实例1、在山东某厂厂的含盐废废水（其中中氯化钙15%、氯化钠10%、SO42-等）蒸发操操作中，采采用多相流流蒸发技术术，将原蒸蒸发装置中中料液的强强制循环方方式改为自自然循环，，省去了循循环泵，不不仅大大节节省了设备备的运行能能耗，同时时提高了产产量。实例2、连云港某化化工厂含盐盐废水清洁洁处理，废废水含盐量量10%左右（NaCl），溶液PH值7~8，废水中还还含有3-氯丙稀、氯氯仿等。采采用三效顺顺流自然循循环真空蒸蒸发流程、、多相流蒸蒸发结晶技技术。各效蒸发室室液相温度度：一效105～115℃，二效95～105℃，三效62～75℃。蒸汽消耗耗≤0.35t（汽）/1t(水)。废水从10%浓度蒸发到到约27%浓度，过饱饱和结晶回回收氯化钠钠。实例3、某制药企业业，物料：：SUPERRO浓水；含含有Cl-、SO42-；进料量600m³/d；进料料浓度：约约16%；；总蒸发量量540m³/d；pH6-9，将每日产产生废水中中的盐全部部固化析出出。四效顺流多多相流蒸发发结晶工艺艺（分盐工艺艺）：由于一效加加热室温度度较高且物物料浓度低低，物料在在一效不出出结晶，采采用蒸发时时间短的管管式降膜蒸蒸发器；二二效采用强强制循环多多相流蒸发发结晶器结结晶排硫酸酸钠、三效效采用强制制循环多相相流蒸发器器，四效采采用强制循循环多相流流蒸发结晶晶器进行结结晶排氯化化钠，结晶晶后晶体粒粒度大约在在0.15~0.3mm，氯化化钠和硫酸酸钠溶液固固液比到达达要求后，，进入稠厚厚器，再去去离心机甩甩干排盐，，母液返回回二效蒸发发器，继续续蒸发。二效、三效效、四效采采用多相流流蒸发是为为了防止在在蒸发过程程中氯化钠钠和硫酸钠钠晶体在加加热管内出出现结垢。。在蒸发器器中加入固固体颗粒形形成多相流流蒸发，加加入的固体体颗粒一方方面起到防防垢作用，，另一方面面强化换热热、提高传传热系数，，比传统蒸蒸发器总传传热系数提提高15%~30%；固体颗粒粒（采用刚刚玉颗粒））一次加入入，参与循循环，不用用补充。二二效、三效效、四效设设置惰性颗颗粒加入口口，二效、、三效及四四效之间设设置防止颗颗粒溢出的的过料装置置。有关多多相流蒸发发结晶器和和过料装置置采用发明明专利技术术，专利号号ZL201110217049.9、ZL201110217050.1。采用该工艺艺是因为在在NaCl-NaSO4-H2O体系中，在在高于常温温的条件下下，该体系系呈NaCl的溶解度随随温度的升升高而增加加、NaSO4的溶解度随随温度升高高而降低的的趋势，所所以，将废废水中氯化化钠和硫酸酸钠蒸发至至过饱和，，进行结晶晶，在二效效出硫酸钠钠、四效出出氯化钠，，分别得到到硫酸钠和和氯化钠，，以增加废废水处理后后盐的经济济附加值，，提高经济济性。工艺参数：：由于废水水中含有的的Cl-浓度较高，，具有很强强的腐蚀性性，蒸发过过程中液相相温度不能能高。采用用生蒸汽温温度130℃，0.27MPa（绝）；一一效液相相温度：108~112℃，二次蒸蒸汽温度108℃；二效液液相温度：：85~90℃，二次蒸蒸汽温度85℃；三效液液相温度：：72~76℃，二次蒸蒸汽温度70℃；四效液液相温度：：53~58℃，二次蒸蒸汽温度53℃；汽耗、循环环冷却水消消耗：蒸发发理论汽耗耗0.28kg（汽）/kg（水）；循循环冷却水水耗量约480t/h；每效加热热室换热面面积约350m2，四效共计计1400m2。本方案的特特点是：（（1）蒸发过程程中防垢，，换热面上上不结垢；；（2）强化传热热，节能效效果好；（（3）废水中含含有的氯化化钠、硫酸酸钠分别结结晶排盐，，提高经济济性。实例4、吉林某企业业，高盐废废水处理正正常值为320吨/天，最大值值为360吨/天；水质指指标：序号水质指标单位设计值1氨氮g/L102硫酸钠g/L603pH12-134Nimg/L≤25Znmg/L≤46Comg/L≤37Camg/L≤0.28Femg/L≤29Mnmg/L≤0.110Cumg/L≤0.111Cdmg/L≤0.1实施方案：：硫酸钠废废水蒸发结结晶采用三效顺流多多相流真空空蒸发结晶晶工艺，真空空度≥0.085MPa。由于一效效加热室温温度较高且且物料浓度度低，物料料在一效不不出结晶，，采用蒸发发时间短的的管式降膜膜蒸发器；；二效采用用自然循环环多相流蒸蒸发器，三三效采用自自然循环多多相流蒸发发结晶器进进行结晶，，结晶后硫硫酸钠溶液液固液比达达到要求后后，去离心心机甩干，，湿物料去去干燥，母母液返回蒸蒸发器，继继续蒸发。。参数效数液相温度（℃）气相温度（℃）I效115~125110~120II效90~10085~95III效52~6250~55工艺参数（生蒸蒸汽0.3MPa）循环冷却水134t/h电108.4kW(装机容量)蒸汽0.37t汽/t水（包括干燥）水电汽消耗耗指标实例5、宁夏某煤化化工企业，，蒸发量10吨/h,S=800m2水质原水水质蒸发结晶进水（正常）蒸发结晶进水

（极端）mg/Lmmol/Lmg/Lmmol/Lmg/Lmmol/LK＋170.43503.712.9503.712.9Na＋1516.5718540.3809.618540.3809.6Ca2＋325.616.25593.829.61929.596.3Mg2＋141.2511.6394.823.7275.668.9NH4＋1.70.0950.42.850.42.8Fe0.03

Cl－870.4124.5525789.9727.525789.9727.5SO42+123025.6136444.4758.836444.4758.8CO32－33.291.110.00.00.00.0HCO3－609.269.982074.134.02074.134.0