PVDF全塑蒸發(fā)器的制備及其性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的低溫多效蒸發(fā)工藝中，一般多采用鋁、黃銅、銅鎳合金等金屬材料用于制備蒸發(fā)換熱元件，但金屬材質(zhì)存在腐蝕與結(jié)垢等問題。與金屬材料相比，雖然高分子材料傳熱性能并不突出，但是其具有更好的耐腐蝕性、抗結(jié)垢性能、化學(xué)穩(wěn)定性好、成本低、質(zhì)量輕、填充密度大等優(yōu)點。因此在一些苛刻的環(huán)境，如高鹽度、易結(jié)垢及強腐蝕性的工作條件下，可采用高分子聚合物材料蒸發(fā)器代替金屬蒸發(fā)器。相對于金屬蒸發(fā)器，高分子材料蒸發(fā)器膨脹系數(shù)大，即使污染物在塑料換熱管上附著后，經(jīng)過

2、降溫再升溫后的膨脹作用，污染物也容易脫落。
　　課題組在PVDF中空纖維換熱器的制備及其性能測試方面開展了大量的研究工作。為了提高換熱管的傳熱系數(shù)，實驗室采用非溶劑致相分離(NIPS)法制備了PVDF毛細(xì)換熱管。該換熱管具有非貫通的指狀孔結(jié)構(gòu)，既保證其親水化潤濕后的高傳熱性能，又能保證其優(yōu)良的氣密性。另外，課題組在前期的工作中驗證了采用PVDF微孔膜布液器應(yīng)用于塑料蒸發(fā)器的設(shè)計方案是可行的，作為液體分布器的中空纖維微孔膜相對于目前

3、常用的布液器具有更均勻的液體分布能力。基于此，本文提出了制備全塑蒸發(fā)器解決金屬蒸發(fā)器易腐蝕結(jié)垢的問題。
　　采用致密的PVDF毛細(xì)管作為換熱管;用PVDF微孔膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬布液器，設(shè)計并制備了包括水平管束叉排排列全塑蒸發(fā)器，對該全塑蒸發(fā)器進(jìn)行系統(tǒng)傳熱試驗，考察了冷流體質(zhì)量流量、冷流體進(jìn)口溫度、熱流體質(zhì)量流量、二次蒸汽蒸發(fā)溫度等影響總傳熱系數(shù)的操作條件。結(jié)果表明，在實驗范圍內(nèi)，總傳熱系數(shù)隨著冷流體質(zhì)量流量、冷流體進(jìn)口溫度、熱流體質(zhì)

4、量流量、二次蒸汽蒸發(fā)溫度增大而增大，總傳熱系數(shù)達(dá)到了1040W·m-2·K-1，相對應(yīng)的造水比為0.74。
　　優(yōu)化改進(jìn)全塑蒸發(fā)器水平管束排列方式，設(shè)計并制備了順排排列、叉排間隔排列、叉排間隔排列等類型的水平管束排列全塑蒸發(fā)器，對4種全塑蒸發(fā)器的傳熱性能與生產(chǎn)能力進(jìn)行比較。結(jié)果表明，順排間隔排列全塑蒸發(fā)器的性能最佳，同種運行條件下，順排間隔排列全塑蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)達(dá)到1479W·m-2·K-1，蒸發(fā)產(chǎn)水量和造水比分別達(dá)到2.08