一種用于碳鋼-水熱管的不凝氣消除劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于碳鋼－水熱管不凝氣消除劑及其制備方法，在鋼－水熱管的冷凝頂端，安裝一特制的多孔固定管，并在其內(nèi)放置本發(fā)明專利技術(shù)提供的用于碳鋼－水熱管不凝氣消除劑，在常溫就能與熱管內(nèi)不凝氣發(fā)生反應(yīng)生成水，解決了以往各種氧化劑只能在９０℃工作溫度以上才能消除不凝氣，而在低溫下不起作用的問題，使熱管能長時間保持優(yōu)良的傳熱性能，大大延長了鋼－水熱管的使用壽命。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用于碳鋼-水熱管的不凝氣消除劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
由于熱管技術(shù)的高速發(fā)展，熱管換熱器在工業(yè)上得到了廣泛的使用，而碳鋼-水熱管因其具有制造成本低、制造工藝簡單、換熱能力大、阻力小、可靠性高、修復(fù)方便、適應(yīng)溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。但由于作為管材的碳鋼與工作介質(zhì)——水的不相容性，使得熱管在使用過程中產(chǎn)生氫氣，氫氣是一種不凝氣體，在熱管內(nèi)聚集后，阻礙工質(zhì)蒸汽的流動和放熱，導(dǎo)致熱管內(nèi)的傳熱性能逐漸下降，以致最終完全失效。目前，在對付碳鋼-水熱管不相容的問題上，一般采用(1)在碳鋼管內(nèi)壁用化學(xué)液鈍化，使之產(chǎn)生一層四氧化三鐵鈍化膜；(2)工質(zhì)中添加氧化型緩蝕劑；(3)在冷凝端安裝排氣閥，定期排放不凝氣體；(4)高溫蒸汽表面鈍化，生成致密的四氧化三鐵鈍化膜；(5)氧化除氫技術(shù)。上述方法一般是幾種聯(lián)用。可使碳鋼-水熱管的壽命延長至2～3年，但仍不能滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。氧化消除不凝氣技術(shù)在碳鋼-水熱管延壽方面有著較好的發(fā)展前景，但現(xiàn)有的氧化除氫技術(shù)所要求的反應(yīng)溫度比較高一般在90℃以上，最低不得低于65℃。而在石化行業(yè)應(yīng)用碳鋼-水熱管最多的是工藝加熱爐的空氣預(yù)熱器，而加熱爐的排煙溫度在170℃～180℃或更低，空氣入口溫度20℃左右，使用現(xiàn)有的氧化除氫技術(shù)效果不明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種既能在中溫下又能在常溫下消除熱管內(nèi)不凝氣體(氫氣)的消除劑，大大提高碳鋼-水熱管的工作可靠性和使用壽命。本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣消除劑是一種塊狀或粒狀或條狀具有多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，有效成分由組分A、組分B、組分C組成；組分A的重量百分含量為50％～80％、組分B的重量百分含量為15％～30％、組分C的重量百分含量為5％～20％；其中組分A由MnO2、Sn2O3、WO3組成，在組分A中MnO2的重量百分含量為60％～80％、Sn2O3的重量百分含量為10％～20％、WO3的重量百分含量為5％～20％；組分B由CuO、Ag2O、PbO組成，在組分B中CuO的重量百分含量為30％～50％、Ag2O的重量百分含量為20％～40％、PbO的重量百分含量為10％～30％；組分C由Co2O3、Ni2O3、Cr2O3組成，在組分C中Co2O3的重量百分含量為10％～40％、Ni2O3的重量百分含量為30％～60％、Cr2O3的重量百分含量為10％～35％。本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣消除劑是通過如下方法制得首先按組分A的配比要求稱取MnO2、Sn2O3、WO3并將其混合均勻得到組分A；按組分B的配比要求稱取CuO、Ag2O、PbO并將其混合均勻得到組分B；按組分C的配比要求稱取Co2O3、Ni2O3、Cr2O3并將其混合均勻得到組分C；再按碳鋼-水熱管不凝氣消除劑有效成分組分A、組分B、組分C的配比要求將組分A、組分B、組分C混合均勻；或者根據(jù)有效成分組分A、組分B、組分C的配比以及組分A、組分B、組分C中各物質(zhì)的配比要求計算出MnO2、Sn2O3、WO3、CuO、Ag2O、PbO3、Co2O3、Ni2O3、Cr2O3的加入量，稱取上述物質(zhì)，并混合均勻；加入有效成分重量的5％～40％的粘結(jié)劑Al(OH)3或BaCO3，混合均勻后制成塊狀或粒狀或條狀，在550℃～800℃下進(jìn)行燒結(jié)成型，得到多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣消除劑由電極電位為正值的多種氧化劑復(fù)合而成，這些物質(zhì)具備以下性質(zhì)在碳鋼-水熱管的正常工作溫度下不會自行分解，但容易被還原；還原后的產(chǎn)物無腐蝕、無毒；成本較低，存在量大，不與水蒸汽起反應(yīng)；能與氫發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物無毒、無腐蝕，能與熱管內(nèi)管壁和工質(zhì)很好相容。本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣消除劑為塊狀或粒狀或條狀，具有多孔結(jié)構(gòu)，使用時將其裝入多孔固定管內(nèi)(網(wǎng)孔直徑比顆粒直徑略小)，然后將固定管焊接在熱管頂端，結(jié)構(gòu)見附圖1。本專利技術(shù)對用于碳鋼-水熱管不凝氣消除劑的使用效果進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1加有不凝氣消除劑的熱管——長效熱管，不凝氣消除劑采用實(shí)施例1制得的不凝氣消除劑，未加不凝氣消除劑的熱管——普通熱管，長效熱管除加有不凝氣消除劑外，其余制作過程與普通熱管一致。試驗(yàn)條件熱管內(nèi)表面進(jìn)行了酸化去膜處理，工質(zhì)為蒸餾水；冷熱端比3∶1，光管，自然通風(fēng)冷卻，爐功率6kw，實(shí)驗(yàn)時間172小時。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)開始時測得的紅外熱像圖見附圖2，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時測得的紅外熱像圖見附圖3，從實(shí)驗(yàn)開始至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，測得的熱管始末端溫差趨勢變化見附圖4，從圖2、圖3可清晰地看到，長效熱管在運(yùn)行過程中冷卻端溫度無明顯變化，而普通熱管頂端出現(xiàn)明顯的低溫區(qū)即不凝氣聚積區(qū)；從圖4可以看出，試驗(yàn)啟動時，長效熱管始末點(diǎn)溫差為8℃，普通熱管溫差為10℃，二者相差不大，運(yùn)行約70小時后，普通熱管始末端兩點(diǎn)溫差達(dá)到最大值51℃，其后基本趨于穩(wěn)定，而長效熱管在整過試驗(yàn)過程，溫差在8～10℃范圍內(nèi)波動，無明顯變化，說明不凝氣在線被去除效果明顯。實(shí)驗(yàn)2加有不凝氣消除劑的熱管——長效熱管，不凝氣消除劑采用實(shí)施例2制得的不凝氣消除劑，未加不凝氣消除劑的熱管——普通熱管，長效熱管除加有不凝氣消除劑外，其余制作過程與普通熱管一致。試驗(yàn)條件熱管內(nèi)表面進(jìn)行了酸化去膜處理，工質(zhì)為加酸蒸餾水，熱管制作后靜放1個月后進(jìn)行試驗(yàn)，冷熱端比3∶2，光管，自然通風(fēng)冷卻，爐功率12kw。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為了考察常溫下不凝氣消除劑的使用效果，我們在熱管工質(zhì)內(nèi)加入適量的酸，讓其在常溫下就能產(chǎn)生不凝氣體，長效熱管與普通熱管制作后同時靜放1個月再進(jìn)行熱態(tài)試驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)開始至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，測得的熱管始末端溫差趨勢變化見附圖7，從圖7可以看到，試驗(yàn)一開始普通熱管始末點(diǎn)溫差為80℃左右，而新型長效熱管始末點(diǎn)溫差只有7℃左右；運(yùn)行96時小時時，普通熱管的紅外熱像圖見附圖5，長效熱管的紅外熱像圖見附圖6，從圖5、圖6看，新型長效熱管等溫性能極好，無不凝氣聚積區(qū)，而普通熱管有明顯的低溫區(qū)，即不凝氣聚積區(qū)，說明該不凝氣消除劑在低溫下對不凝氣就有很好的去除效果。從以上兩個試驗(yàn)可以得出①本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣去除劑對不凝氣有很好的消除效果；②本專利技術(shù)的用于碳鋼-水熱管不凝氣去除劑不僅適用中高溫，且在低溫下也有很好效果。附圖及附圖說明圖1為碳鋼-水熱管不凝氣消除劑安裝示意圖，其中1-不凝氣消除劑、2-抽真空管、3-熱管壁、4-多孔固定管。圖2為試驗(yàn)啟動時熱管的紅外熱像圖。圖3為試驗(yàn)結(jié)束時熱管的紅外熱像圖。圖4為熱管始末端溫差趨勢5為普通熱管紅外熱像6為長效熱管紅外熱像7為熱管始末點(diǎn)溫差趨勢圖 具體實(shí)施例方式實(shí)施例1首先按MnO2、Sn2O3、WO3的重量含量分別為75％、15％、10％的配比混合均勻得到組分A；按CuO、Ag2O、PbO的重量含量分別為50％、20％、30％的配比混合均勻得到組分B；按Co2O3、Ni2O3、Cr2O3的重量含量分別為20％、50％、30％的配比混合均勻得到組分C；再按組分A、組分B、組分C的重量含量分別為70％、15％、15％的配比將組分A、組分B、組分C混合均勻；加入有效成分重量的25％的粘結(jié)劑Al(OH)3，混合均勻后制粒狀，在550℃～800℃下進(jìn)行燒結(jié)成型，得到多孔結(jié)構(gòu)的不凝氣消除劑。實(shí)施例2首先按MnO2、Sn2O3、WO3的重量含量本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于碳鋼－水熱管不凝氣消除劑是一種塊狀或粒狀或條狀具有多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其特征在于它的有效成分由組分Ａ、組分Ｂ、組分Ｃ組成；組分Ａ的重量百分含量為５０％～８０％、組分Ｂ的重量百分含量為１５％～３０％、組分Ｃ的重量百分含量為５％～２０％；其中：　　　　組分Ａ由ＭｎＯ↓［２］、Ｓｎ↓［２］Ｏ↓［３］、ＷＯ↓［３］組成，在組分Ａ中ＭｎＯ↓［２］的重量百分含量為６０％～８０％、Ｓｎ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量為１０％～２０％、ＷＯ↓［３］的重量百分含量為５％～２０％；　　　　組分Ｂ由ＣｕＯ、Ａｇ↓［２］Ｏ、ＰｂＯ組成，在組分Ｂ中ＣｕＯ的重量百分含量為３０％～５０％、Ａｇ↓［２］Ｏ的重量百分含量為２０％～４０％、ＰｂＯ的重量百分含量為１０％～３０％；　　　　組分Ｃ由Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｎｉ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］組成，在組分Ｃ中Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量為１０％～４０％、Ｎｉ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量為３０％～６０％、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］的重量百分含量為１０％～３５％。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周麗純，劉群，顏祥富，
申請(專利權(quán))人：岳陽長煉設(shè)備技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]