1.流化冰换热器的研究现状庄绝人多数换热设备中，在传热壁血上邰存1不司程度的结垢，因而，大了热阻，致使传热系数下降，换热器不能1常操作。解决换热器壁面结垢问，许多学斤进行了大量的研究工作，提出了些方法和措施。流化床换热器具有明显的防垢效果。早在20世纪70年代美国科学家首先把流化床换热器作为盐尚加热器应用1海水淡化柙地热水换热的研究。此后沿学者把流化床换热器海水1业中。德办80年代初对流化床换热器在废水蒸发方面开始应用研究。近年来国内也开展这方面的研究工作。　　竹先提出了把流化床换热器应用到炼油厂润滑油生产装置中代抒刮刀式结晶器1.流化床换热器的研究和应用受到厂学术界和产业界的广泛重视，其主要原因是流化床换热器不仅能在线防垢而且还能强化传热=比研究了流化床换热器中的传热情况，研究发现，流化床闪蒸器的竹内观速度为0.10.2时，其传热系数相当于普通换热器观速度为1.8时所能达到的水平，他认为这是山厂固休粒广的引入破坏了流体的边界层所致幻虹⑶等人对流化床换热器进行进步的研究，为7控制固体粒广在宵束中的均匀分布足流化床换热器稳定操作的关键，他对普通换热器进行了改造以适应含有固体粒子时的操作幻肛还指出分布板的设计分布板的压降和延伸管的设计是流化床稳定操作的关键。尺1等人采用了内循环结构，提出了内循环流化床换热器。它与上述的流化床换热器的区别在于管束中有个直径较大的下降管，流化的固体粒产从液休分离，通过下降管回到进口段分布板的下，再经过分布进入，次循环。此外，也有人采用了多个降管结构，同体粒子经过这些下降管进行内循环。流化床换热器不同于般换热器，在流化床换热器中，流体次的增加血减少；般换热器则为4次幂的又系，相比之1流化床换热器随粘度的变化不敏感，甚个当液体的粘度高达100厘泊时，流化床换热器传热壁面处的边界层仍受到有效地破坏和干扰。1化3冰等人利用饱和硫酸钙溶液为1质，分别在流化床换热器和普通换热器中操作，发现普通换热器的总传热系数较低，由于传热壁上污垢的产生，数小时内传热系数剧1降。而流化床换热器的传热系数较，且保持不变，他们操作运行了3个月，没有发现壁面上有污垢产生。当无固体粒尸加入而产生污垢时，加入固体粒子以后壁面上的污垢能很快除去。流化床换热器在上世纪80年代国外己产业化，但国内在这方面的研究还比较薄弱，工业生产上的应阁还很少。　　以1所述的流化床换热器无论形式如何变化，都有个共同的特点，即加热管中始终为液固两相，所以上述的流化床换热器只能称为液固流化床换热器。在这类换热器中没有相变产生。当换热器中有相变产生时，该换热器称为蒸发器。蒸发沸腾传热在许多工业和技术领域中的应用非常曾遍。迮蒸发沸腾过程中，代热壁面上的结垢比无相变时严重得多，如何解决蒸发器中传热壁面上的结垢，是长期未能解决的难。在沸腾传热系统中加入固体粒子的研究，是从池沸腾传热开始的。，此，1等人将固体粒子加入池沸腾的水，发现固体粒子在加热面处的存在，使汽泡更易跃离壁面。后来此和，证实了在加热壁面处固体粒子以形成了汽体通道，以及壁而上的汽泡和形成的1然对流异致面处的粒+层流化。闶体粒子对池沸腾传热的影响，还有些学者进行了研究，得出了不同的结果。流动沸腾传热比池沸腾传热要复杂衍多，在蒸发器和再沸器中究很少。李修伦等2研究了垂茛管内相流动沸腾传热，研究结果明，相流动沸腾传热系数比两相流动沸腾传热系数大。52倍，相流动沸腾的稳定忭较好，扣流动沸腾传热具有良好的防除垢作用。志家等3进行了汽液和流动沸腾传热与抗垢性能的研究，他们在相流动沸腾系统，加进少量的怡性气体，形成相流伐气蒸发。研究结果明，该流动沸腾传热系统具有好的防垢和强化传热效果。惰性气体的加入，不仅可以强化沸腾传热而且还有利于防垢。3比等4采用硫酸界溶液为1质，研究了相流动沸腾传热系统的防垢性能，研究结果明，相流动沸腾传热系统具有较强的防垢性能。尺3故6汕3；等5以糖浆饮料为工质，进行了相流沸腾蒸发浓缩过程的研究。他们的实验采用强制循环和广然循环两种系统，在自然循环时使用内循环方式，强制循环时使用外循环方式。研究明相流沸腾传热系统具有很好的防垢作用，可以防止糖浆饮料在加热壁面上结垢。　　ititr.相流化床沸腾传热的研究基木还处丁丈验室研究阶段，汽液固相流化床蒸发器的工业应用还有待进步开发。　　2.流化床换热器的传热特性6781流化床换热器的传热性能与设备的结构参数和操作参数有关。在设备定的情况下，流体的循环速度固体粒子的种类尺寸含率以及热通量等因素对流化床换热器化床换热器的传热系数随流量的增加而增大=这是因为流量增加，流体的湍动程度增大，流动边界员变薄，强化了对流传热。对相循环流化床换热器而言，卞体循环流量的增加还可使固体粒子的循环速度加快，粒广与壁161碰撞的频率及强度增人，增加了汽化核心，汽泡跃离壁面的频申增大，强化了床，1与传热壁面之间的对流传热及饱和泡核沸腾传热。流化床换热器中，固体粒子的选择很承要，不同种类的固体粒子，其传热系数有较大的方，般来说，粒子的导热系数密度比热较大时，传热系数较大。　　此外，粒+的润湿性能对沸腾传热系数也有定的影响，粒广的润湿性能差，沸腾传热系数较大。粒的尺寸增大，传热系数增大。闪为人的粒子以。打较大的动能，对流体边界的破坏强度大，利丁传热系数的提。但固体粒厂有个适宜的比例，般情况下，管径与粒径之比应大尸8.　　粒子在流化床换热器的含率，对传热系数有很大的影响=传热系数随粒食半的增加而增大。这是因为粒含率增加，导致粒子传热壁面的碰掩时的总停留，叫和接触面枳增加，方为泡核沸腾提供更多的汽化核心，另方面使壁而形成的汽泡跃离拉变小。跃离周期加快，强化了泡核沸腾传热。另外粒体积分宰的增加，单位时间内与壁面碰撞的粒子数增加，由壁面传递给粒子的热量增加，强化了固体粒子与传热壁曲+间的对流传热此外，粒子体枳分率的增加，减少了流动边界和，热边界层的厚度，强化了对流传热系数增加，这些作用的综合效果使得汽液固相流沸腾传热系数增大。在相流沸腾传热过程中，热通砧增加，传热系数增大。这是因为加热功率增加，则热通说增大。壁面过热度，大，每个汽化核心处增加。闪此饱和泡核沸腾传热得到了强化。汽相含率及其扰动程度增加使得体粒壁而间的碰撞频率及强度增大。降低了传热及流动边界层的厚度。导致对流传热系数增加。另外。于循坏系统的散热及；令料的加入，在蒸发管进口段，料液有定的过冷度，因而进口段存在段过冷流动沸腾，其传热系数般较低，而热通斌增高可以缩短过冷流动沸腾的长度，因而增大，热系数。流化床换热器的防除垢特性流化冰换热器的防除垢性能，与粒子的种类形状尺寸含率以及流体的速度等因素有关。般而言，金属粒子坚硬的无机粒子比聚介物粒子的防除垢效果好。　　在粒种类定的情况下，作球形粒子比球形粒子的防除垢效果好。较大的固体粒了比小粒子的防除垢效果好。　　在粒子的尺寸形状相差不大的情况下，粒孓的体积分率足个重要参数。以卤水蒸发为例，在卤水蒸发器中，在没有加入贽体粒子时，汽液两相流沸腾传热系数在8小时内急剧下降，明壁面结垢严重。若采用流化床蒸发器进行卤水蒸发，在固体粒子的体积分率较小时如0.5，系统运12时左右，传热系数也有定下降，但比无粒7时下降慢。当粒子的体枳分率增加到1.5时，系统运行18小时传热系数仍保持不变，说明在此粒子体积分率下汽液阆相流化床换热器己具有定的防垢效果。当固体粒子的体积分率达到5时，连续运行2500小时传热系数不变，加热壁面上没有结垢。流化床换热器的防垢机理是，粒子对边界层的破坏，延长了结垢的诱导期，在诱导期内小会发生纟，垢。流化床换热器不仅可以防垢，还可以除垢。　　有人做过实验，在流化床换热器中，事先不加入固体粒子，进行两相流蒸发沸腾操作，不久即有污垢产生，传热系数下降。此时，往设备中加入定。4的固体粒子，运段时间后，传热系数开始回升，说明壁面的垢层开始脱落，这是由流化床换热器中床试对垢！的剪切应力大了污垢流化床换热器而言，防垢比除垢要容易些，防垢时的粒子体枳分率比除垢时小。流化床换热器的防除垢效果，还与流体的流速有关。对达到相同的防除垢效果而，当流速较人时。粒子的体积分率可以降低。人。实验结果明，流化床换热器1常操作情况下，可以防止换热壁面结垢，即使不能完全防止污垢的产生，也能把污垢4.流化床换热器的工业应用前景1在石油化工轻1动力能源材料食品阪药冶金等众多工业领域，换热器的应用非常普遍，而换热器的结垢是相当严重的。有的己严重影响了生产的进行。　　目前大多数的换热器的除垢仍采用停车清洗的办法，这不仅耗能耗时影响生产，还污染了环境。　　以盐化工业的卤水蒸发为例，刀吨级的大型肉水族发装置的换热器，结垢非常严重，天需要停车清垢12次；再如，大型烧碱蒸发装置，停车清垢周期不到50小时。　　许多无机盐，如芒硝氯化钙氯化铵等，它们的换热器中的结垢也非常严重，都需要频繁停车进行清洗，以便除换热壁面上的垢。此外，造纸厂的黑液蒸发装置中的换热器中药提取液的浓缩器食品工业中的些饮料食品的加热浓缩过程中，换热壁面的结垢也很严重，般都要停车进行清洗。仅从上面的儿个例子就可以说明换热器防垢的重要性。在上述换热过程中，若采用流化床换热器，不仅可以防垢强化传热节能降耗，还可以防止由尸清垢排污造成的环境污染。由此带来的经济效益和环境效益是巨大的。由此可，流化床换热器具有广阔的应用前景。　　5.流化床换热器产业化应考虑的儿个主要问1721固体粒子的种类尺寸含率的选择；固体粒子在流化床换热器管束中的均匀分布；汽液固相流的分离；固体粒+在流化床换热器中的流化；流化床换热器的*佳结构参数和操作参数的确定流化床换热器的模拟放大。　　高等职业，育天津职业大学学报朱冬生宵壳式换热器的防垢，强化传热技术几海湖软与化2351.2025，1994李修伦，刘绍丛，古俊杰。汽罔液相循环流化床沸腾传热的研究442，224229，993 7志家等。汽液固相流沸腾传热与抗垢性能的研究刀。高校化学秤学报，135，44745，1999张利斌，李修伦。相循环流化床中沸腾传热特性几化丁卞报，502，208215，1999.　　陈健牛，李修伦。汽液固相流循环流化床蒸发器强化传热和防垢研究几化学，5下。柞，171518，62，2000.　　李修伦，闻建平。垂管内相流化床沸腾传热特性几化学柞，234，5054，995.　　陈建生，李修伦，刘珠红。汽液同相流动沸腾传热计算与实验研究几化卞报，532，39143，2002.　　李修伦，郝庆云。九国家重点科技攻关项，盐化。漫万吨级新昭南水蒸发装置和设备的研究可行忭论证报告间，1995，6.　　责任编辑李修伦