一、蒸發器結垢危害

蒸發器結垢是由于濃鹽廢水中含有大量的雜質鹽，不斷蒸發濃縮后形成的晶核附著結垢。蒸發器結垢現象是蒸發器在運行中經常會遇到問題。它會導致蒸發器傳熱阻力增大，傳熱系數大幅下降，大大降低蒸發器的蒸發能力，嚴重時會影響蒸發結晶裝置的正常運行，甚至會造成停產。

 

二、蒸發器結垢的主要類型

1、硬性結垢，該類結垢為水不溶性結垢。主要是指鈣、硅、鎂等不溶性無機鹽。在85℃以下，碳酸鈣形成的傾向較大，85~116℃之前氫氧化鎂結垢的傾向大，在較高溫度時二者都會達到飽和狀態析出晶體而形成垢，氫氧化鎂的溶解度對溫度更敏感。硫酸鈣也是一種難溶解的垢。該類結垢一般受到溫度和濃度的影響。當溫度高于120~130℃時，鈣結垢的速度回隨著溫度的升高而迅速增加，溫度每升高4~5℃，鈣結垢形成速率就加倍，鈣結垢現象就變得非常嚴重。主要有碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂等。

2、水溶性結垢，主要是指溶解性無機鹽。如：氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、碳酸鈉等；在蒸發傳熱的過程中，由于溫度梯度的存在，在加熱面上料液沸騰汽化，產生的氣泡上升脫離溶液本身而破裂。如果氣泡上升、破裂不順利，或者需要較長時間才破裂，則氣泡使加熱面上溶液濃度分布不均勻，另外氣泡熱阻較大，形成管壁局部過熱，當傳熱面溶液濃度達到過飽和狀態時，會有晶粒析出，附著在換熱表面形成垢層，從而降低傳熱效率，形成更多的局部過熱，產生更多的垢層，惡性循環，較終無法維持正常生產。

3、燒焦垢，物料中的溶質由于燒焦形成的結垢，大多呈黑色。此類垢的形成一般是由于傳熱面物料分布不均，蒸發過快形成燒干或者濃度過高。通常會有燒焦的味道。4、生物結垢，藻類、微生物淤泥、粘泥等。工業廢水中常有許多微生物所需的營養，會造成微生物的群體繁體，其群體及排泄物同泥漿等混合形成的生物垢；5、其他類型結垢。如化學反應結垢，是由于溶液間反應而造成的同體沉積結垢；腐蝕結垢是換熱介質腐蝕換熱表面，產生的腐蝕沉積于受熱表面形成的污垢；凝同結垢是在過冷的換熱面上，純液體或多組分溶液的高溶解組分凝同沉積形成的垢。

 

三、蒸發器的除垢方法

傳統的清洗方法通常采用化學清洗-酸洗，這種方法對各種沉積都有效，比機械方法省時。但化學清洗對系統和其他金屬部件有腐蝕性，容易出現腐蝕設備管線的事情，而且在排放時污染環境。除垢準備：1、斷開與蒸發器無關的其它系統。2、開啟蒸發器水側高點放空閥和蒸汽側低點導淋閥，以保證清洗過程中反應產生的大量氣體能夠及時排放和清洗液的充滿度；同時通過導淋閥監測清洗過程中換熱器銅管的泄漏情況。3、為了監測系統的清洗效果及清洗過程中設備的腐蝕情況，在清洗施工前，將相當于設備材質的標準腐蝕試片、監測管段分別懸掛于清洗槽中。

 

四、MVR蒸發器的防垢處理

在蒸發器制作時進行預膜防垢處理。制作蒸發器時采用預膜防垢能在蒸發器、冷風機的管道表面形成一層保護膜，有效的阻止污垢晶體在銅管表面上附著，降低蒸發器結垢可能，延長蒸發器、冷風機結構周期。在蒸發器、冷風機內設置預冷器，使蒸發器的管表面蒸發溫度在40℃以下，同時，采用大水量，密集型布水器，確保冷凝器管表面時刻被水膜包覆，無干涸點。設置預冷器、防止干涸點的產生都對蒸發器、空氣冷卻器的結垢問題有預防效果。采用少量連續排水裝置，將蒸發器、空氣冷卻器的冷卻循環水的鈣離子的濃縮倍數控制在一定范圍內，有效的防止垢質的析出。降低蒸發器、冷風機、閉式冷卻塔冷卻循環水的鈣離子含量是控制結垢問題的釜底抽薪之策，能從源頭上解決蒸發器防垢、結垢問題。

 

五、廢水蒸發器預防結垢措施

濃鹽廢水在蒸發汽化過程中，易產生二次蒸汽霧沫夾帶，霧沫中所帶的含鹽水滴附著在除沫器的絲網或折流板上，不斷濃縮析出晶體形成垢層，嚴重時造成二次蒸汽受阻。隨著循環的濃鹽廢水濃度不斷升高，廢水中所含硫酸鈣、碳酸鈣、硅酸鹽會在降膜式蒸發器的分布器縫隙處析出、附著結垢，造成部分分布器堵塞。蒸發器內循環濃鹽廢水中晶種控制量是蒸發結晶過程中，防止同種晶型、溶解度小的鹽析出附著于換熱管（或面）結垢的重要監控指標。其控制范圍窄，易波動，且監測分析結果滯后，一旦未及時發現晶種量不足進行調整時，可能已發生了結垢現象。

預防結垢措施。1.晶種法：通過在濃鹽廢水中加入一定的硫酸鈣或氯化鈣作為晶種，利用與垢物相同的晶體表面對垢物的親和力，降低廢水中硫酸鈣過飽和度，使廢水中析出的硫酸鈣分子優先附著在懸浮的晶種上，而不是沉積在加熱管內壁上，達到了防垢的目的。2.加阻垢劑法：通過添加阻垢劑，去螯合廢水中的金屬結垢離子，防止它們與碳酸根、硫酸根結合而結垢。3.加酸法：加酸，調節廢水PH≤5.0，除去碳酸或碳酸氫根，防止結碳酸鈣垢。4.凈化預處理法：采用硬度和堿度去除工藝，去除濃鹽廢水中的鈣、鎂離子和硫酸根、碳酸根離子，防止產生碳酸鈣和硫酸鈣結垢。5.控制固液比法：外加熱式強制循環蒸發器生產過程中，可通過控制濃鹽廢水中固液比量在一定的范圍內，在軸流泵的作用下，含較多結晶體的廢水具有一定的流速，對換熱管內壁有較強的沖刷作用，使晶核無法在加熱管內壁附著形成垢層。

 

六、蒸發器的防垢處理

1.嚴把原材料質量關，杜絕使用高鈣鎂含量的鈦礦。把我們對鈦礦中鈣離子含量的要求明確地告知供貨方面，促使供貨方想辦法降低礦中鈣含量，使其達到低于0.1%的要求。2.調整過濾工藝，改用不含鈣的助濾劑。對助濾劑的要求除了粒子細小、粒度分布范圍窄、顆粒堅硬外，還必須具有好的分散性、好的懸濁性、好的化學穩定性等特點，只有這樣，才能在使用助濾劑后，形成多孔性的濾餅，有利于過濾的進行，提高過濾效果。工業上一般采用的助濾劑有硅藻土、纖維素和炭質助濾劑，經過比較，我們最終選用了活性炭粉，炭粉顆粒近球形有利于過濾，并有一定比表面，可吸附膠體雜質。同時避免了含鈣助濾劑在過濾時參與反應而帶進可溶性的鈣離子。3.嚴格操作控制，采用新法除垢在生產中嚴格操作穩定，即保持加熱蒸汽的穩定，減少料液的過飽和度，保持液位穩定，控制物料平衡；穩定生產，減少蒸發罐加熱管結垢。當薄膜蒸發器中不可避免地出現結垢時，由于硫酸鈣在酸中幾乎不溶，用酸洗除垢沒有效果。不得不使用機械手段來進行處理，往往造成加熱管內壁受損，使內壁粗糙不平，生產中更易反復出現結垢，從而影響生產，造成惡性循環。根據在加熱的條件下硫酸鈣可以跟碳酸鈉反應這一原理，先將硫酸鈣結垢轉化成碳酸鈣結垢，然后再使用酸洗的方法來除垢，此法很容易將硫酸鈣結垢處理掉，該法既減輕了處理結垢的勞動強度又避免了加熱管內壁受損。