煤化工含盐废水高效回收循环利用已经成为了节约工业水资源和推动绿色化工发展的重要举措。然而处理工艺流程中相关换热设备发生的结垢现象,极大的增加了工艺运行成本,已经成为限制该工艺安全稳定运行和发展的瓶颈问题。因此,对煤化工含盐废水处理工艺过程中换热设备污垢生长过程机理进行研究,有着极其重要的理论价值和实际意义。本文以煤化工含盐废水为研究对象,设计并搭建实验装置,研究了正溶解度单盐Na2SO4及Na2SO4和NaCl混合盐在套管换热器换热表面的污垢生长过程,通过数值模拟的方法研究了CaCO3在套管换热器传热表面的结晶结垢过程。正溶解度盐的结垢现象一般产生在表面温度低于流体温度的壁面。通过污垢热阻法研究了进口温度、进口流速和溶质质量比对Na2SO4及其混合盐(Na2SO4+NaCl)在冷表面污垢沉积过程的影响,结果表明:在硫酸钠溶解度拐点之前,污垢热阻随着溶液温度的升高而逐渐上升;在硫酸钠溶解度拐点之后,污垢热阻随着溶液温度的升高而逐渐下降;污垢热阻随着溶液进口流速的升高而逐渐减小,表明结垢过程受化学动力学控制;混合盐沉积规律与纯盐沉积规律类似,通过对污垢样品进行XRF分析可知Na2SO4是主要沉积物(91.1,wt%),且由于同离子效应的存在,溶液中NaCl质量含量越高污垢热阻越小。基于CaCO3在套管式换热器表面沉积过程的研究结果,通过建立物理模型、结晶结垢过程的数学模型及相关实验过程参数和结果参数的键入,使用FLUENT软件并耦合UDF对CaCO3在换热表面的结晶结垢过程进行了数值模拟,模拟结果表明:模拟值总体较实验值小,但与实验值具有相同的趋势,原因是数学模型中缺少颗粒污垢沉积过程;结晶污垢质量沉积速率和污垢热阻随着溶液浓度增加或溶液温度上升或壁面温度上升而增大;污垢热阻随流速增加而减小,表明结垢过程受化学动力学控制;随着流通直径逐渐增大,污垢热阻逐渐减小。通过本文的研究为换热器防垢阻垢过程提供了理论依据及指导方法,为相关废水处理工艺过程开发提供支持和解决方案,并对后续多种类、多组分污垢生长预测模型开发奠定了研究基础。