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高粘度與低傳熱系數(shù)：生物柴油廢水中的有機物和油脂使其粘度較高，這嚴重影響了流體在換熱器內(nèi)的流動性能和傳熱效率。高粘度導致流體的流速降低，層流底層增厚，熱阻增大，從而使得傳熱系數(shù)顯著降低。例如，當廢水中的脂肪酸濃度較高時，在 20℃下其粘度可達 500-2000 mPa?s，相比普通水的粘度（約 1 mPa?s）高出數(shù)百倍，這使得傳統(tǒng)換熱器的傳熱系數(shù)可能從正常情況下的 1000-2000 W/(m2?K) 降低至 500 W/(m2?K) 以下。
易結(jié)垢堵塞：廢水中的懸浮物、油脂以及在溫度變化過程中可能結(jié)晶析出的脂肪酸等物質(zhì)，容易在換熱器的換熱表面沉積，形成污垢層。污垢層不僅增加了熱阻，降低了傳熱效率，還可能導致流道堵塞，影響設備的正常運行。例如，在一些生物柴油生產(chǎn)廠中，使用傳統(tǒng)管殼式換熱器處理廢水時，由于結(jié)垢問題，每隔 1-2 周就需要進行一次清洗，嚴重影響了生產(chǎn)的連續(xù)性和設備的使用壽命。
腐蝕性強：生物柴油廢水中的酸性物質(zhì)和鹽分對換熱器的材質(zhì)具有較強的腐蝕性。特別是在高溫環(huán)境下，腐蝕速度會進一步加快。例如，廢水中的游離脂肪酸在高溫下會與金屬材質(zhì)發(fā)生化學反應，生成金屬皂，從而破壞金屬表面的保護膜，引發(fā)腐蝕。此外，若廢水中含有氯離子，還可能導致點蝕等局部腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，嚴重威脅換熱器的結(jié)構(gòu)完整性。
管殼式換熱器：管殼式換熱器是一種較為傳統(tǒng)且應用廣泛的換熱器類型。它由殼體、管束、管板等部件組成。生物柴油廢水通常在管程流動，而另一種流體在殼程流動。通過管束的管壁實現(xiàn)兩種流體之間的熱量交換。管殼式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、適應性強，可以處理各種流量和溫度的流體。然而，對于生物柴油廢水這種易結(jié)垢、高粘度的流體，管殼式換熱器存在一些局限性。例如，其殼程流體的流動狀態(tài)不易控制，容易出現(xiàn)短路和滯流現(xiàn)象，導致傳熱效率不高；而且管程清洗較為困難，一旦結(jié)垢，維護成本較高。
板式換熱器：板式換熱器由一系列具有波紋形狀的金屬板片疊裝而成。板片之間形成狹窄的流道，生物柴油廢水和另一種流體分別在相鄰的流道中流動，通過板片進行熱量交換。板式換熱器的傳熱效率較高，因為其板片的波紋結(jié)構(gòu)增加了流體的湍流程度，強化了傳熱。此外，板式換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，便于拆卸和清洗。但是，板式換熱器的密封性能要求較高，對于生物柴油廢水的高溫、高壓和強腐蝕性工況，需要選用特殊的密封材料和耐腐蝕板片材質(zhì)，否則容易出現(xiàn)泄漏問題。
纏繞管式換熱器：纏繞管式換熱器是近年來在生物柴油廢水處理領域逐漸得到應用的一種新型換熱器。它的核心結(jié)構(gòu)是將換熱管以螺旋狀纏繞在芯筒上，形成復雜的三維流道。生物柴油廢水和另一種流體分別在管程和殼程中沿著螺旋流道流動。纏繞管式換熱器具有許多優(yōu)勢，首先，其結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積的傳熱面積大，是傳統(tǒng)管殼式換熱器的 2-3 倍。其次，流體在螺旋流道中流動時會產(chǎn)生強烈的離心力，形成二次環(huán)流效應，大大增強了湍流程度，提高了傳熱系數(shù)。例如，在處理生物柴油廢水時，纏繞管式換熱器的總傳熱系數(shù)可達 12000-14000 W/(m2?℃)，較傳統(tǒng)列管式換熱器提升 30%-50%。此外，纏繞管式換熱器的耐高壓性能好，適用于生物柴油生產(chǎn)過程中的高溫、高壓工況。而且，由于其流道設計的特點，對易結(jié)垢的生物柴油廢水具有一定的自清潔能力，可有效減少污垢的沉積。
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