主要换热器——板式换热器的发展现状

    板式换热器是由许多冲压成型的不锈钢薄板，通过密封垫圈由导杆及两端的压紧装置组合成一体，其中间的板片数可根据生产状况随意调节，冷热流体在薄壁传热板两侧互相对流，进行热交换。

    这一结构特征使得板式换热器不仅能满足食品工业用热交换设备的基本要求，还具有其自身独有的优点：

    a.热传递效率高，K值可达2300—4000（W/m2·K）；

    b.流体湍流效果好，传热面上锅垢难以结附；

    c.传热面的流体流动分布比较均匀，物料受热时间短，不致于产生过热现象；

    d.加热、冷却及热回收容易组合成整体，在一个换热设备内同时完成。

    只要把受热后的物料作为热源对刚进入的流体进行预热，则可以达到两股流体各自需要冷却或加热的操作要求，一举两得，节约能源，而且处理设备结构紧凑。所以，在乳品、果汁饮料、清凉饮料以及啤酒、冰淇淋等液态食品加工中，板式换热器被广泛用于高温短时（HTST）和超高温（UHT）杀菌。当然，板式换热器也存在明显缺点，要引起足够重视，主要有：a.压力损失大；b.耐压性能低，密封圈易老化、破损，操作温度较高时尤易出现这种现象，使得工作温度受到限制；c.传热板的寿命有限。

    针对存在的这些缺陷，在实际使用过程中，应从设备结构和生产工艺多种角度出发，采取各种有效措施，不断提高设备的承压能力和使用寿命。而就压力损失大而言，由于其传热效率高，与管式换热器相比，可以使物料以较低的流速流动，以此来控制换热器的总压力损失。

    新型换热器及应用

    近年来，随着强化传热理论的发展和机械加工技术的提高，国内外出现了许多新型高效的换热器，下面介绍几种新型换热器的结构及应用。

    Packinox换热器

    Packinox换热器是一个所有部件都焊接且无密封圈的板式换热器。在1980年由Nouvelles应用技术公司发明，它是用爆炸法成波纹状传热面积堆积而成，各板侧面间隙用焊接焊成，从而形成管束状的带型，通常管束状的带型填充在耐压的容器内，各流体在板间交错流动或完全逆向流动，结构紧凑。

    紧凑、轻型的Packinox换热器采用各种金属合金制成，能提供的表面积为1000—10000m2。承受的压力差可达到4MPa。

    Packinox也成功地应用于COR催化重整装置的复合供给换热器。80年代以后，日本随着系统设备改进，需要反应系统低压化，因此对复合供给换热器提出了更高的要求，即低压力损失设计和对于厚浆进料必须具备高度的二相流均一分散要求。采用Packinox换热器则其横向温度小，热回收量增加，从而能解决以前的佛瑟法循环中机器故障的发生，化学洗涤法的确定等问题，增加了热回收的经济性和完全逆流。

    Packinox换热器具有重量轻、体积小、配管费用和建设减小的特性，因此得到广泛应用。

    薄板型（Lamella）换热器

    由西德ALFA-LAVAL公司生产的薄板型换热器，其每一部件由两个薄金属片组成，金属片之间用等离子焊接一起，在边缘形成一长而窄的流动隧道或薄层，在沿金属片的长度方向有一排凹痕，这些金属片是用凹痕点焊成，利用凹痕可以增加湍流和加强薄片强度，以承受很高的操作压力。

    由于薄板型换热器无折流板，因此能提供正确的逆向流动，在两边之间单一的纵向流动可以减小污浊和允许最大压力损失的利用。这无疑对于泥浆料和纤维状物料可以容易操作。

    薄板型换热器结构轻型、紧凑，它不限于应用单相流动，还可以用于冷凝和蒸发。

    块式换热器

    块式换热器是西德Sigri和HoechstCeram技术股份公司发明的，用于硅渗入碳化硅，它具有特殊耐热、高浓度、耐氯化和氧化的特点，其容许温度达1300—1400℃。并能处于冷却状况下进行操作。

    块式换热器是热导率为120W/m.K的陶瓷材料制成的，块式元件用0.8mm厚的卡片材料逐层重叠，并由陶瓷烧结而成。

    在烧制陶瓷时，不但在大部分硅渗入碳化硅陶瓷上遗留细孔，而且完全紧密。通过这种特殊的均匀结构和均匀细孔，能提高耐腐蚀持久性能最高进气温度可达200℃。

    毛细板式换热器

    毛细板式换热器是由西德Enka公司制造的，这种紧凑换热器具有从污染物和废气中获热的特殊功能。