關(guān)于有機(jī)熱載體的特點(diǎn)及應(yīng)用問題的若干研究

1、關(guān)于有機(jī)熱載體的特點(diǎn)及應(yīng)用問題的若干研究 【摘 要】現(xiàn)如今，有機(jī)熱載體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，和以往的加熱方式相比，該加熱方式的經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性均良好，對(duì)其特點(diǎn)和相關(guān)應(yīng)用情況進(jìn)行研究，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合實(shí)際情況，本文從兩個(gè)部分，詳細(xì)闡述了有機(jī)熱載體的特點(diǎn)及應(yīng)用問題。 【關(guān)鍵詞】有機(jī)熱載體；特點(diǎn)；應(yīng)用 在現(xiàn)如今的工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要對(duì)工業(yè)物料進(jìn)行間接加熱，有機(jī)熱載體憑借其優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被逐漸的應(yīng)用與于工業(yè)領(lǐng)域中，但從實(shí)際情況來看，我國(guó)在此領(lǐng)域中的技術(shù)還稍顯欠缺，經(jīng)常出現(xiàn)安全事故。因此，對(duì)有機(jī)熱載體的特點(diǎn)及應(yīng)用問題進(jìn)行研究，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義存在。 一、 有機(jī)熱載體的特點(diǎn) 1、 有機(jī)熱載體介紹

2、 有機(jī)熱載體是作為傳熱介質(zhì)使用的有機(jī)物質(zhì)的統(tǒng)稱，包括被稱為熱傳導(dǎo)液、導(dǎo)熱油、有機(jī)傳熱介質(zhì)、熱媒等用于間接傳熱目的的所有有機(jī)介質(zhì)。從從形態(tài)上來看，有機(jī)熱載體可以被分成液相與氣相兩種，工作在沸點(diǎn)之下的載體為液相載體，工作在沸點(diǎn)之上的載體為氣相載體。多數(shù)有機(jī)熱載體為液相載體。在從結(jié)構(gòu)上來看，可以將有機(jī)熱載體分成合成型與礦物油型兩種。 （1）.合成有機(jī)熱載體： 合成有機(jī)熱載體是以化學(xué)合成工藝生產(chǎn)的，具有一定化學(xué)結(jié)構(gòu)和確定的化學(xué)名稱的產(chǎn)品。根據(jù)最高允許使用溫度，合成型有機(jī)熱載體劃分為普通合成型和具有特殊高熱穩(wěn)定性合成型。合成型熱載體有著良好的穩(wěn)定性，另外在使用壽命上也比其他熱載體要長(zhǎng)，有著可再生的優(yōu)勢(shì)1

3、。但相比之下，合成有機(jī)載體的價(jià)格偏高。 （2）礦物油型有機(jī)熱載體 礦物油型有機(jī)熱載體是以石油為原料，經(jīng)蒸餾和精制工藝得到的適當(dāng)餾分生產(chǎn)的產(chǎn)品，其主要組分為烴類的混合物。礦物油型熱載體原料來源非常廣泛，和合成型有機(jī)熱載體相比，礦物油型有機(jī)熱載體的價(jià)格相對(duì)低廉，制作工藝非常簡(jiǎn)單，有著安全性高，毒性低的特征，但從使用溫度上來看，礦物油型有機(jī)熱載體的使用溫度比合成型有機(jī)熱載體使用溫度要低，在高熱環(huán)境中，礦物油型有機(jī)熱載體的穩(wěn)定性差，在進(jìn)行實(shí)際使用的時(shí)候非常容易出現(xiàn)裂解現(xiàn)象，一般情況下，其使用溫度在320攝氏度以下，發(fā)生劣化后，再生困難。 2、有機(jī)熱載體的特點(diǎn) 有機(jī)熱為載體作為傳熱介質(zhì)在工業(yè)熱交換的應(yīng)用

4、領(lǐng)域中已有六十多年的使用歷史，與傳統(tǒng)的傳熱介質(zhì)及水蒸汽相比，具有以下特點(diǎn)： （1）在幾乎常壓的條件下，可獲得較高的傳熱溫度。這樣就可大幅降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力，提高系統(tǒng)和設(shè)備的安全性。 （2）溫度穩(wěn)定，便于控制。對(duì)強(qiáng)制循環(huán)的液相有機(jī)熱載體的加熱溫度，可根據(jù)用熱系統(tǒng)的需要實(shí)現(xiàn)自控，不受壓力因素影響，溫度波動(dòng)小。蒸汽鍋爐供熱溫度是由蒸汽壓力調(diào)節(jié)控制，影響因素多，溫度波動(dòng)大。 （3）不需要水處理系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 （4）可以在更寬的溫度范圍內(nèi)滿足不同的溫度加熱、冷卻工藝需求，或在同一個(gè)系統(tǒng)中使用同一種有機(jī)熱載體爐同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求，可以降低系統(tǒng)和操作的復(fù)雜

5、性。 （5）在事故引起系統(tǒng)泄漏的情況下，有機(jī)熱載體爐與明火相遇時(shí)有可能發(fā)生燃燒，這是有機(jī)熱載體爐系統(tǒng)與水蒸汽系統(tǒng)相比所存在的問題。但在不發(fā)生泄漏的條件下，由于有機(jī)熱載體爐系統(tǒng)在低壓條件下工作，幫其操作安全性要高于水各蒸汽系統(tǒng)。 （6）在同樣的操作溫度條件下，有機(jī)熱載體系統(tǒng)較蒸汽系統(tǒng)至少節(jié)能30%以上。 二、有機(jī)熱載體應(yīng)用注意事項(xiàng) 要想令有機(jī)熱載體能夠達(dá)到安全使用的標(biāo)準(zhǔn)，并延長(zhǎng)其使用壽命，應(yīng)該遵循以下原則： 1、不管是礦物油型有機(jī)熱載體還是合成型有機(jī)熱載體，其閉口的閃點(diǎn)不能在100攝氏度以下，這是一個(gè)非常重要的使用要求。在開式系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，因?yàn)榱呀猬F(xiàn)象所產(chǎn)生的低沸點(diǎn)物質(zhì)能夠在第一時(shí)間內(nèi)被排

6、除，因此需要較高的閃點(diǎn)，但也有特殊情況出現(xiàn)，在閉式系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，閃點(diǎn)太低就要進(jìn)行額外的排氣處理。 2、作為有機(jī)熱載體來講其粘度不應(yīng)該過高，同時(shí)還應(yīng)該具有良好的流動(dòng)性。當(dāng)粘度過高時(shí)，不僅使低溫啟動(dòng)所需動(dòng)力增大，循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷加大，而且易使循環(huán)系統(tǒng)中的介質(zhì)流速降低，邊界層厚度增大，一旦爐管內(nèi)有機(jī)熱載體的流速處于層流狀態(tài)，容易導(dǎo)致邊界層的溫度比中心溫度高，在此溫度環(huán)境下形成的炭物質(zhì)會(huì)在鍋爐管壁中沉積，當(dāng)這些物質(zhì)過多的時(shí)候，就會(huì)令鍋爐管壁溫度過高，進(jìn)而出現(xiàn)意外。當(dāng)有機(jī)熱載體的粘度（40攝氏度環(huán)境下）l-qb、l-qc類大于50mm2/s，l-qd在60mm2/s的時(shí)候，應(yīng)該更換有機(jī)熱載體。 3

7、、在沒有水分存在的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的在有有機(jī)熱載體一般不會(huì)因酸值較高而對(duì)傳熱金屬產(chǎn)生明顯的腐蝕；在有水分存在的情況下，當(dāng)其酸值達(dá)到1.5mgkoh/g以上時(shí)，有機(jī)熱載體對(duì)金屬會(huì)產(chǎn)生微量腐蝕。因此在工作狀態(tài)中的有機(jī)熱載體，工作人員應(yīng)該定期的將載體酸值測(cè)量，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)，要立即更換。 4、在有機(jī)熱載體中，如果其炭含量過大，則會(huì)在鍋爐管中造成結(jié)焦積炭的現(xiàn)象，對(duì)傳導(dǎo)熱來講是非常不利的。相關(guān)文獻(xiàn)表明，炭的傳熱系數(shù)為其他材料的1/4.減少了傳熱系統(tǒng)的橫截面，同時(shí)也浪費(fèi)材料，嚴(yán)重者還會(huì)造成鍋爐損壞的現(xiàn)象出現(xiàn)。所以說，在有機(jī)熱載體中，殘?zhí)苛咳绻_(dá)到了1.5%以上的時(shí)候，要馬上停止使用，并對(duì)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)的更

8、換與清洗。 5、在一般情況下，有機(jī)熱載體中會(huì)含有一部分水分，當(dāng)鍋爐在運(yùn)行的時(shí)候，溫度升高如果過快，則會(huì)加速水分的老化，令鍋爐中的壓力上升，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)令鍋爐出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。而且如果此時(shí)酸值已經(jīng)比較高，較高水分的存在還會(huì)增加系統(tǒng)內(nèi)金屬材料腐蝕的危險(xiǎn)性。因此，有機(jī)熱載體中的水分應(yīng)嚴(yán)格控制，參考國(guó)內(nèi)外部分企業(yè)的在用有機(jī)熱載體質(zhì)量監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定水分的允許使用指標(biāo)為不大于500mg/kg，停止使用指標(biāo)為不大于1000mg/kg。 6、在一般情況下，不能將兩種不同類型的有機(jī)熱載體混合使用，如需必要，熱載體的生產(chǎn)單位應(yīng)該將混用的條件和具體要求列出，其兩種混用熱載體的使用溫度應(yīng)該類似，不能超過任

9、何一種熱載體最高使用溫度。 三、結(jié)束語： 綜上所述，有機(jī)熱載體在使用過程中，如果操作得當(dāng)，具有良好熱穩(wěn)定性和氧化安定性的有機(jī)熱載體能給傳熱系統(tǒng)帶來非常好的安全性和節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性。但如果使用劣質(zhì)的有機(jī)熱載體或者操作不當(dāng)，有機(jī)熱載體的殘?zhí)俊⑦\(yùn)動(dòng)粘度、酸值等指標(biāo)上升很快，不僅使用壽命短，而且容易造成受熱面結(jié)焦、積炭，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞管道，不但降低傳熱效果，浪費(fèi)燃料，而且嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)著火、爆炸等安全事故，嚴(yán)重影響有機(jī)熱載體的安全、節(jié)能運(yùn)行。因此，在使用有機(jī)熱載體時(shí)，要充分考慮有機(jī)熱載體的特點(diǎn)和應(yīng)用問題，讓這種良好的傳熱介質(zhì)為節(jié)能減排做貢獻(xiàn)！ 參考文獻(xiàn)： 1覃金珠. 有機(jī)熱載體加熱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究d.湖南工業(yè)大學(xué)，2010. 2趙欽新. 有機(jī)熱載體爐技術(shù)及其進(jìn)展j. 工業(yè)鍋爐，2004，01：24-30.