德国HTT能源系统公司生产的带有空气预热器的有机热载体加热装置。有机热载体为Lanxess公司的Diphy THT,供热系统的工作温度为300℃。
可选择的有机热载体多种多样,且具有各自的特性。但如何才能找到一种适合于您特别需要的有机热载体呢?本文介绍了一些有关选择有机热载体的要点,它们有助于您在选择有机热载体时做出正确的决定。
有机热载体的选择要点
可以说,没有加热和冷却,化工流程很难达到其实施的目的和效果。所以非常自然,流程工业通常都会遇到“热”的问题。
在大多数情况下,水和水蒸气是最常见的热载体。然而,当工作温度超过200℃时,水作为液相热载体使用,已经受到了使用条件方面的限制,即此时供热系统不得不具有很高的工作压力,为此,还必须在系统内设置一定数量的监控装置,以保证其安全生产。作为热载体使用时,水的另一个缺点是会导致系统中的工艺设备及管道受到腐蚀。
表中给出数据的温度上限表示有机热载体的最高允许使用温度(热稳定性定性温度);温度下限对于一部分产品而言,是以其倾点为基准,对另一部分产品则是以其被确定的可泵性极限为基准。
针对水的缺点而言,矿物型和合成型有机热载体是一类适宜的热载体替代物。有机热载体的工作温度适合范围为200~400℃,即使在350℃工作温度条件下,有机热载体供热系统也无需采用增压措施操作运行[1]。
根据有机热载体的特定使用条件,所选用的有机热载体必须符合一定的技术要求。以下是选择有机热载体时必须考虑的要点:
■较低的粘度;
■优良的热稳定性;
■尽可能高的闪点;
■良好的热传导性能;
■无腐蚀;
■无毒;
■不易燃;
■使用后的废弃油品易于处理。
然而,没有一种有机热载体能够同时完全满足上述所有要求,因此在选择有机热载体时就需要根据具体使用条件有侧重的综合考虑。全面了解了有机热载体的这些评定要点,将会有助您较为方便、正确地做出选择决定。
由于有机热载体的低温粘度会影响到供热系统在可能的最低温度条件下的启动,尤其当系统或设备处于室外且没有辅助加热条件的情况下,有机热载体的低温粘度显得尤为重要,故其粘度应能满足系统在特定低温条件下启动时的基本要求。有机热载体的工作粘度对其在管道中的流动性质、流阻的大小有重要影响,有机热载体的适当粘度和管内流动的紊流状态可以加强热交换的效果。
有机热载体的热稳定性对于供热系统的操作安全性具有至关重要的意义。一般情况下,大多数有机热载体都是混合物质,由于其中低沸点的物质会在正常操作条件下被蒸发,这些低沸物还会降低有机热载体的粘度和闪点,并对其传热性能产生极其严重的影响,故有机热载体中的低沸物必须被排出。如果有机热载体的操作温度继续升高,其中具有高沸点的物质将会发生“缩聚”,从而产生一些高粘度的物质,这些胶(焦)质状物质会粘附(沉积)在管道和换热设备的换热面上,严重影响设备的换热效果和供热系统的循环。
避免发生氧化,延长使用寿命
当选择有机热载体时,必然会涉及这样一个问题,即所选用有机热载体的使用寿命会有多长?有机热载体的使用寿命取决与其种类和品质。在相同的使用条件下,具有更高热稳定性且质量更好的有机热载体会具有更长的使用寿命。在设计和操作条件适当的供热系统和加热设备中,选择正确的有机热载体一般可使用多年。
有机热载体的劣化速度与多种因素有关。有机热载体与氧接触会产生氧化反应,在高温条件下其氧化速度会加快,而氧化会导致有机热载体的品质严重劣化,因此对于在开式供热系统中使用的有机热载体,其抗氧化性能是其使用寿命能否延长的一个重要因素。有机热载体中的饱和烃与氧反应后,会形成有机酸,从而增加了设备及管道金属腐蚀的危险性;另一方面,有机热载体氧化所产生的聚合物,会在系统中形成油泥和粘稠状沉积物。系统中的铜质材料和污染物,如灰尘、水和铁锈等,会加快有机热载体的氧化速度,因此,有机热载体供热系统应避免使用表面积大的铜材部件[1]。
除了上述的选择要点外,有机热载体的传热性能也应是一个主要考虑的因素。其导热系数可以表现通过管壁和流体之间的边界层,炉(换热器)管壁向管内流动的液体介质传热过程的效率,故有机热载体的相关物性应该符合供热系统的特殊传热需要。有机热载体在高温条件下的蒸气压给出了该供热系统能否在无压条件下运行的条件。有机热载体的膨胀系数是用于确定膨胀罐的容积是否与系统中所装入的有机热载体的最大膨胀量相符。
总之,在选择一种适用的有机热载体时,一些选择要点是必须考虑的。然而,您对有机热载体做出的正确选择,将有助于提高供热系统的操作安全性、传热效率和延长有机热载体的使用寿命。为帮助用户正确地选择有机热载体,本文的附表中列出了部分品牌有机热载体的数据,以供大家参考。
参考文献:
[1]:Walter Wagner先生著. 《有机热载体传热技术》Vogel出版社,2005年
各种有机热载体的数据来自各公司提供的信息。附表中给出的数据是众多产品中的一小部分,更多的信息请向有机热载体生产商咨询。本文作者不承担表中数据完整性的责任。
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