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导热油加热系统是工业领域常见的加热方式,广泛应用于石油化工、化纤工业、精细化工以及建材工业和能源工业等领域。以导热油作为传热介质,可以在几乎常压的状态下,获得很高的操作温度,大大降低了高温加热系统的操作压力,提高了系统和设备的可靠性。
根据加热系统的温度高低,导热油通常选用苯环带有烷烃支链和联苯基环连接烷基支链类的化合物。导热油在使用中,贴近管壁的层流底层流动速度极慢,层中的温度比主流体温度高30-40℃,导热油容易发生热裂解反应,生成易挥发及较低闪点的低聚物。而低聚物间又会发生聚合反应,生成不熔不溶的高聚物。导热油在传递热能的同时也会产生胶质,发生降解和聚合反应,从而形成结焦。
这些不溶物在系统内的附着,会阻碍热传导,降低系统传热效率,同时会造成管道局部过热,使金属产生蠕变变形,有发生炸裂的可能。
导热油往系统中装填时混入的空气和在膨胀箱中接触到的空气,在受热情况下会与导热油发生氧化反应,生成有机酸,腐蚀金属管路,而且腐蚀产物会堵塞管路,增加了系统运行泄漏的风险。
受导热油炉结构和炉管形式的限制,很多情况下物理清洗难以彻底清除结垢,化学清洗成为不二的选择。
由于污垢主要是大分子和高分子的碳氢化合物,可选用能与烃类发生反应或者可渗透、溶解或溶胀污垢的物质,将污垢破碎、脱落或溶解,悬浮于清洗液中,随着清洗液的流动被带出。
常用的清洗剂分为无机和有机两大类,无机清洗剂主要有碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠和硅酸钠等,为加速反应进行,还可加入表面活性剂、螯合剂、增溶剂等。有机清洗剂则主要选用石油类、卤代烃和醇类溶剂,根据相似相溶性原理,它们对烃类污垢溶解能力强,而且易于和表面活性剂联合使用。
至于已生成的致密的石墨化积炭垢,由于碳的化学稳定性,目前很难找到合适的化学药剂去清洗。
当使用溶剂清除污垢时,要注意将清洗容器、循环泵、连接软管等做好接地线处理,以避免清洗液在循环中产生静电积累,发生静电放电,容易产生燃烧、爆炸的危险。
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