概述
四氟換熱器（氟塑換熱器）-全稱聚四氟乙烯換熱器，化工生產過程中熱量交換和傳遞是通過換熱器來實現的。在熱量交換中常常有一些強腐蝕強氧化性的物料，因此，必須用具有抗腐蝕性能的材料製造換熱器。目前，常用的材料有石墨、陶瓷、玻璃等非金屬材料以及不鏽鋼、鈦、鉭、鋯等金屬材料製成。但是，用石墨等非金屬材料製成的換熱器有易碎、易腐蝕、體積大等缺點，用鈦、鉭、鋯等稀有金屬製成的換熱器，價格非常昂貴，不鏽鋼則難耐許多強腐蝕介質，並產生晶間腐蝕和對產品的污染。
四氟換熱器的分類
四氟乙烯換熱器是一類重要的換熱器設備，它的開發、發展和實際套用經歷了二十多年的演變歷程，現已擁有許多不同結構、不同用途及性能的聚四氟乙烯製品。當前工業生產中使用較為普遍的是列管式和盤管式換熱器。 聚四氟乙烯換熱器簡稱四氟換熱器。是以以小直徑聚四氟乙烯軟管作為傳熱組件的換熱器﹐又稱撓性管換熱器。四氟換熱器主要用於工作壓力為0.2~0.4MPa﹑工作溫度在200℃以下的各種強腐蝕性介質的換熱﹐如硫酸﹑腐蝕性極強的氯化物溶液﹑醋酸和苛性介質的冷卻或加熱。四氟乙烯換熱器是國際上化工設備的新品種,由於聚四氟乙烯材質的耐蝕性冠於多種合金、非金屬甚至貴金屬,如黃金、銀、鋯等,故此類設備對解決製藥、石油化工等工業中的強腐蝕性流體物料的換熱問題具有重要意義。據資料報導,美、英、法、德、意、日等國家已廣泛使用了這種新設備,而我國此項設備的製造和套用尚沒有全面展開。但隨著我國工業和科技的發展,必將有利地促進聚四氟乙烯材料的研究和套用。聚四氟乙烯換熱設備是在工業上需要既耐腐蝕又具有高潔淨率換熱材質的局面下問世的。據資料介紹,1965年美國杜邦公司研製成功聚四氟乙烯鹽酸冷凝吸收器,代替了傳統的陶瓷鹽酸冷凝吸收器、玻璃冷凝吸收器及石墨設備,極大地提高了換熱設備的耐蝕性和換熱介質的潔淨率,此後在石油化工、硫酸、醫藥、電鍍、輕工等領域逐步得到廣泛的套用。
1985年鄭州工業大學開展了四氟換熱設備的製造工藝的研究工作。通過試製、試用並積累數據,目前已探索出可行的四氟換熱器製造工藝並設計、試製出適合我國工業套用的各種氟塑膠換熱器。
四氟換熱器的結構有管殼式換熱器和沉浸式換熱器兩種型式。它們的主要部分都是由許多小直徑薄壁的聚四氟乙烯傳熱軟管組成的管束。常用的管子規格有多種﹐外徑×壁厚分別為3～6mm×0.3～0.6mm。管束包含有60～5000根管子﹐兩端各用聚四氟乙烯卷帶互相隔開。管束插在一環中﹐焊成整體蜂窩狀管板。四氟換熱器的其它部件與常見的﹑用金屬管作為傳熱組件的管殼式換熱器和沉浸式換熱器略同。
四氟的化學性能極穩定﹐抗蝕性能尤好。四氟管壁表面光滑﹐並且有適度的撓性﹐使用時微有振動﹐故不易結垢。四氟換熱器體積小﹐結構緊湊﹐設備單位體積內傳熱面積為金屬管的管殼式換熱器的4倍多。撓性的聚四氟乙烯管能在流體的衝擊和振動中安全工作﹐管束可按需要製成各種特殊形狀。聚四氟乙烯的導熱係數低﹐力學性能較金屬差﹐不耐高溫。採用小直徑﹑薄管壁﹐雖對導熱係數和力學性能有所補償﹐但仍只能用於較低壓力和較低溫度的場合。
四氟換熱器用途
四氟換熱器的生產製作已越來越成熟，且廣泛套用於化工、醫藥、酸洗等腐蝕性行業。四氟換熱器製造工藝:“氟塑膠換熱器F-4管板限脹施壓加熱焊接法”工藝,解決了四氟管焊接技術關鍵。經試驗檢測焊縫強度高於四氟管本身強度，耐疲勞使用周期長。目前此工藝已用於工業性生產,其技術為鄭州工業大學獨創。目前四氟換熱器的類型較多,性能各有特色,大體上可以分為以下幾種:
(1)管殼式:是套用領域最廣,使用量最大的一類,目前單台最大面積達280m2。
(2)浸入式:又分為U型浸入式和盤管浸入式兩類。
四氟換熱器（氟塑換熱器）的特點
1、由於聚四氟乙烯屬化學惰性材料，除高溫下的元素氟，熔融態鹼金屬、三氟化氯、六氟化鈾、全氟煤油外，幾乎可以在所有的介質中工作。如：濃鹽酸、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、苛性鈉、次氯酸鈉、苯、二甲苯、丙酮、王水、氯氣、甲苯、各種有機溶劑等等。
抗污塞性好
2、由於聚四氟乙烯管的化學惰性、表面光滑性、繞曲性和高膨脹係數，使其傳熱面很難結垢，大大減少了設備維修次數，保證了相對穩定的傳熱係數和生產的長期運行。
壽命長久綜合成本低
由於聚四氟乙烯中不含光敏基因，因而其具有優異的耐大氣老化性。在強腐蝕介質中其使用壽命是不鏽鋼的20至30倍，再加上免除了維修、事故停產所造成的損失，其綜合成本絕對低於其它換熱器。
3、傳熱性能好
由於換熱器採用的是薄壁管，所以克服了聚四氟乙烯材料導熱係數低的缺點，使其總傳熱係數可達150~300(W/㎡K)。目前，我單位採用了強化傳熱技術，可做厚壁，大孔的換熱管，使其耐壓大大提高，使其總傳熱係數也有所提高，（可達350W/㎡K）。
體積小質量輕結構緊湊
本換熱器採用薄壁細管，因而製成的換熱器單位體積的換熱面積特別大，高達600m2/m3(25×3的鋼管制作的只有130m2/m3)。加之塑膠的重量很輕，這樣在運輸、安裝、維修時就非常方便。
四氟換熱器（氟塑換熱器）的技術指標
1、使用溫度：-50℃~200℃
2、使用壓力管程≦0.4MPa，殼程≦0.4MPa
3、“焊縫”剪下強度t﹥6×106Pa
四氟換熱器（氟塑換熱器）注意事項
1、進料、出料管道重量不能壓在接頭上，以免損傷接頭和封頭之間的絲。
2、球頭螺帽（蓋形螺母）不能受力。
3、使用前，將球頭螺帽稍緊（運輸過程中可能輕鬆）。
4、使用時，先打開冷卻水閥門，讓水充滿殼程後，在進需冷卻的物料。
5、物料顆粒直徑不能大於管徑的1/4，以免堵塞F4管子
6、管程、殼程內均不能有鐵屑、小玻璃等物質進入，以免損傷F4管子。
7、貯藏時，將進出水口封住，以免進異物損傷F4管子。
