浓盐水管壳式换热器

一、浓盐水管壳式换热器结构与工作原理

1. 基本结构

• 壳体：外部圆筒形壳体，内部容纳管束，浓盐水或另一种流体在壳程流动。

• 管束：由多根换热管组成，排列方式（如正三角形、正方形）影响换热效率和流体阻力。

• 管板：固定管束两端，分隔壳程和管程流体。

• 折流板 / 折流杆：安装在壳程，引导流体流动方向，增强湍流程度，提高换热效率。

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• 管程与壳程：浓盐水可走管程或壳程，另 体（如蒸汽、冷却水）走另一侧，通过管壁进行热量交换。

2. 工作原理

二、针对浓盐水的特殊设计

1. 材料选择

• 换热管：

• 耐腐蚀性材料：如钛合金（耐氯离子腐蚀，适用于高浓度氯化钠溶液）、哈氏合金（Hastelloy，抗多种盐类腐蚀）、不锈钢（如 316L，需控制氯离子浓度，避免应力腐蚀）。

• 耐结垢材料：表面光滑的材质（如钛管）可减少盐分沉积。

• 壳体与管板：

• 衬里处理：壳体内部可衬钛、橡胶或聚四氟乙烯（PTFE），防止壳体被浓盐水腐蚀。

• 管板材料：采用耐腐蚀合金（如镍基合金）或堆焊耐蚀层。

2. 防结垢与防堵塞设计

• 流速控制：

• 提高流体流速（管程流速≥1 m/s，壳程流速≥0.5 m/s），减少盐分在管壁沉积。

• 结构优化：

• 采用大管径换热管（如 φ25 mm 以上），降低堵塞风险；

• 折流板间距合理设计，避免流体死区。

• 冲洗与排污：

• 壳程和管程设置冲洗接口，定期用清水或软化水冲洗；

• 底部设置排污口，排出沉积的盐分颗粒。

3. 耐腐蚀措施

• 阴极保护：在壳体外部安装牺牲阳极（如锌块），保护壳体免受电化学腐蚀。

• 涂层处理：换热管表面涂覆耐腐蚀涂层（如陶瓷涂层），增强表面抗蚀性。

三、应用场景

1. 浓盐水处理领域

• 蒸发浓缩：在海水淡化、工业废水处理中，用管壳式换热器加热浓盐水，使其蒸发浓缩，便于后续结晶析盐（如氯化钠、硫酸钠等）。

• 冷却循环：冷却浓盐水生产过程中的高温流体，回收热量或降低温度以便后续处理。

2. 化工与能源行业

• 氯碱工业：加热或冷却浓盐水（电解液），用于烧碱生产过程。

• 盐湖提锂：在盐湖卤水处理中，通过换热器调节浓盐水温度，促进锂盐结晶分离。

3. 食品与制药行业

• 高盐溶液加工：如酱油、调味品生产中，加热或冷却浓盐水，控制工艺温度。