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有机热载体应用技术分析

作者: 发布时间:2020-02-03 16:03:09 阅读: 48 次

摘要:本文分析了有机热载体的特点、分类、常用的有机热载体及应用时注意事项。

关键词:有机热载体 特点、分类、注意事项

前言

目前,江阴市共有在用锅炉900多台,其中600多台是有机热载体锅炉,                                                                   有机热载体锅炉应用非常广泛。有机热载体是一种优良的传热介质,是有机物质的统称,也叫导热油,传热油、热媒油、热导油等。

一、有机热载体的特点

1、具有高温低压的传热性能;

2、热稳定性好,传热均匀,温度易于控制,热效率高;

3、具有无毒、无臭、无污染,并且对设备无腐蚀,使用安全。

二、有机热载体的分类

有机热载体从形态上可分为气相与液相两种,大部分有机热载体工作在其沸点之下,是液相有机热载体,但也有少数品种可工作在沸点之上,称气相有机热载体。从结构上可分为合成型与矿油型两大类。 GB 23971-2009《有机热载体》对有机热载体分类如下:

产品品种

L-QB

LQC

LQD

产品类型

精制矿物油型

普通合成型

精制矿物油型

普通合成型

具有特殊高热稳定性合成型

使用状态

液相

液相或

/液相

液相

液相或

/液相

液相或

/液相

适用传热

系统类型

闭式或开式

产品代号

LQB280

LQB300

LQC310

LQC320

LQD330

LQD340

LQD350

三、常用的有机热载体

1、合成型有机热载体,是以石油化工或化工产品为原料经有机合成工艺制得,是纯的或比较纯的化学品,其特点是稳定性好,使用寿命长,可再生,但其价格也相对较高。常用如下:

1)联苯—联苯醚。组成为26.5%联苯和73.5%联苯醚,熔点12,凝点12.3,使用温度400℃。其特点是热稳定性好,此类产品因苯环上没有与烷烃基侧链连接,在有机热载体中耐热性更佳。这种有机热载体可以如蒸汽一样,适用于气相加热系统,为气液相两用有机热载体。

2)氢化三联苯。是邻、间、对氢化三联苯混合物,其中对位比例不超过30%,否则出现沉淀。使用温度—10340℃。目前氢化三联苯在国外占据了大部分市场份额,为许多热载体装置的,其特点是高温稳定性好,蒸气压低,但低温流动性稍差。氢化三联苯在生产过程中有较大的灵活性,可根据使用温度的不同来选择氢化的程度。

3)苄基甲苯和二苄基甲苯。两者性能都是较好,单苄基甲苯使用温度—80350℃,二苄基甲苯的使用温度范围是—30-350℃,但单苄基甲苯沸点280℃,在300℃以上要作为气相传导液使用。二苄基甲苯沸点355400℃,可在350℃高温下长期使用。

4)烷基萘。主要是甲基萘、二甲基萘、异丙基萘等。使用温度范围—30300 ,具有毒性低,腐蚀性小,导热性好的特点,而且凝点低,易于输送,适用于寒冷地区,但其高温稳定性比以上三种略差。

2、矿油型有机热载体,是石油高温裂解或催化裂化过程中形成的馏分油作为原料,经精制、调配、添加高温抗氧化剂制得。矿油型有机热载体的原料来源较为广泛、生产工艺简单、安全低毒、价格低廉,但使用温度相对较低,与合成型热传导液相比,高温热稳定性差,容易发生氧化裂解,一般使用温度在320℃以下。

四、应用注意事项:

要使有机热载体安全使用,达到应有的使用寿命,应注意如下:

1、有机热载体的闭口闪点不能低于100℃,这是一项基本的安全要求。开式系统运行时,裂解产生的低沸物能被及时排除,一般闪点不会降低,有的还会有所升高;闭式系统运行时,当闪点过低时需进行排气处理。

2、有机热载体应具有较低的黏度、很好的高温和低温流动性。当黏度增大较多时,有机热载体的流速变慢,在炉管中的流体逐渐由湍流变为层流,边界层厚度不断增大,边界层温度比中心主流温度高很多,高温分解结焦形成残炭沉积于管壁,严重时易造成管壁过热,引发事故。有机热载体运动黏度(40℃)L-QB L-QC类大于50mm2/sL-QD类大于60mm2/s时应停止使用并更换。

3、在有机热载体温度不超过100℃且无水分时,其所含有机酸对金属无腐蚀,超过100℃时,随温度及酸值的升高,有机酸对金属的腐蚀性增加。因此,对于运行过程中的有机热载体,应定期测定酸值。使用中的有机热载体如果酸值超过1.5mgKOH/g,应停止使用并更换。

4、有机热载体中残炭含量过高,若不及时更换,就会在炉管中结焦、积炭,阻碍传热(碳的传热系数只有钢材的四百分之一至千分之一),浪费燃料,减小传热系统的流通截面,严重时甚至会造成锅炉爆管或炉管烧损。因此,当残炭量超过1.5%时,应立即停止使用,并且需对传热系统进行清洗。

5、在高位槽设置氮封装置,通过惰性的氮气使油与空气隔离。系统较小的,可采用冷油封,可以防止有机热载体氧化

6、有机热载体正常运行时不能超温,停炉时必须继续进行系统循环,直至冷却80℃后才能停泵。冷炉启动时也应缓慢升温。运行时应注意高位槽的油温不宜超过100℃。选用的有机热载体更高允许使用温度应比实际工作温度高出一定的安全裕量,一般为20-30℃。

7、有机热载体一般不允许混用。如混用,有机热载体生产单位要提供混用的条件和要求,使用温度不得超过两种有机热载体中任何一种的更高允许使用温度。

8、一般有机热载体内会有一些水分,在锅炉运行升温过快时水分迅速汽化,锅炉内压力急剧上升,严重时会引起锅炉爆炸。新运行的有机热载体应彻底脱水,运行时补充的有机热载体也要先脱水,再使用。

五、总结

有机热载体具有高温低压的传热性能,好的热稳定性,使用安全,已成为现代工业生产中被广泛采用的、理想的传热介质,越来越被人们所认识,具有巨大的发展空间和广阔的发展前景,对于节能降耗、安全生产、环境保护、提高经济效益和社会效益具有重要意义。

 

参考文献:

有机热载体安全技术监察规程

GB24747-2009有机热载体安全技术条件

GB23971-2009有机热载体