[1]. Johdanto
Verrattuna perinteisiin lämmitysmenetelmiin, kuten suoralämmitys ja höyrylämmitys, lämmönsiirtoöljylämmityksellä on energiansäästö, tasainen lämmitys, korkea lämpötilan säätötarkkuus, alhainen käyttöpaine, turvallisuus ja mukavuus. Siksi 1980-luvulta lähtien lämmönsiirtoöljyn tutkimus ja soveltaminen maassani on kehittynyt nopeasti, ja sitä on käytetty laajasti erilaisissa lämmitysjärjestelmissä kemianteollisuudessa, öljynjalostuksessa, petrokemian teollisuudessa, kemiankuituteollisuudessa, tekstiiliteollisuudessa, kevyessä teollisuudessa, rakennusmateriaaleissa. , metallurgia-, vilja-, öljy- ja elintarviketeollisuus sekä muut teollisuudenalat.
Tässä artikkelissa käsitellään pääasiassa lämmönsiirtoöljyn käytön aikana tapahtuvan koksauksen muodostumista, vaaroja, vaikuttavia tekijöitä ja ratkaisuja.

[2]. Koksauksen muodostuminen
Lämmönsiirtoöljyn lämmönsiirtoprosessissa on kolme pääkemiallista reaktiota: lämpöhapetusreaktio, lämpökrakkaus ja lämpöpolymerointireaktio. Koksaus tuotetaan lämpöhapetusreaktiolla ja lämpöpolymerointireaktiolla.
Terminen polymerointireaktio tapahtuu, kun lämmönsiirtoöljyä kuumennetaan lämmitysjärjestelmän käytön aikana. Reaktio tuottaa korkealla kiehuvia makromolekyylejä, kuten polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä, kolloideja ja asfalteenia, jotka laskeutuvat vähitellen lämmittimen ja putkilinjan pinnalle muodostaen koksin.
Terminen hapettumisreaktio tapahtuu pääasiassa, kun avoimen lämmitysjärjestelmän paisuntasäiliössä oleva lämmönsiirtoöljy koskettaa ilmaa tai osallistuu kiertoon. Reaktio tuottaa pienimolekyylisiä tai suurimolekyylisiä alkoholeja, aldehydejä, ketoneja, happoja ja muita happamia komponentteja, ja lisäksi syntyy viskoosisia aineita, kuten kolloideja ja asfalteenia koksin muodostamiseksi; lämpöhapettuminen johtuu epänormaaleista olosuhteista. Kun se tapahtuu, se kiihdyttää lämpökrakkauksen ja lämpöpolymerointireaktioita, jolloin viskositeetti kasvaa nopeasti, vähentää lämmönsiirtotehokkuutta, aiheuttaa ylikuumenemista ja uuniputken koksausta. Syntyvät happamat aineet aiheuttavat myös laitteiden korroosiota ja vuotoja.

[3]. Koksaamisen vaarat
Lämmönsiirtoöljyn käytön aikana syntyvä koksi muodostaa eristekerroksen, jolloin lämmönsiirtokerroin pienenee, pakokaasun lämpötila nousee ja polttoaineen kulutus kasvaa; toisaalta, koska tuotantoprosessin vaatima lämpötila pysyy muuttumattomana, lämmitysuunin putken seinämän lämpötila nousee jyrkästi, jolloin uunin putki pullistuu ja repeytyy ja lopulta palaa uuniputken läpi, jolloin lämmitysuuni menee syttyä tuleen ja räjähtää aiheuttaen vakavia onnettomuuksia, kuten henkilövahinkoja laitteille ja käyttäjille. Viime vuosina tällaiset onnettomuudet ovat olleet yleisiä.

[4]. Koksaukseen vaikuttavat tekijät
(1) Lämmönsiirtoöljyn laatu
Edellä olevan koksinmuodostusprosessin analysoinnin jälkeen havaitaan, että lämmönsiirtoöljyn hapettumisstabiilisuus ja lämpöstabiilisuus liittyvät läheisesti koksauksen nopeuteen ja määrään. Monet tuli- ja räjähdysonnettomuudet johtuvat lämmönsiirtoöljyn huonosta lämmönkestävyydestä ja hapettumiskestävyydestä, mikä aiheuttaa vakavaa koksausta käytön aikana.
(2) Lämmitysjärjestelmän suunnittelu ja asennus
Lämmitysjärjestelmän suunnittelun tarjoamat erilaiset parametrit ja laitteiston asennuksen järkevyys vaikuttavat suoraan lämmönsiirtoöljyn koksautumiskykyyn.
Jokaisen laitteen asennusolosuhteet ovat erilaiset, mikä vaikuttaa myös lämmönsiirtoöljyn käyttöikään. Laitteiden asennuksen on oltava järkevää ja oikea-aikainen korjaus vaaditaan käyttöönoton yhteydessä lämmönsiirtoöljyn käyttöiän pidentämiseksi.
(3) Lämmitysjärjestelmän päivittäinen käyttö ja huolto
Eri toimijoilla on erilaiset objektiiviset ehdot, kuten koulutus ja tekninen taso. Vaikka he käyttävät samaa lämmityslaitetta ja lämmönsiirtoöljyä, niiden lämmitysjärjestelmän lämpötilan ja virtausnopeuden säätötaso ei ole sama.
Lämpötila on tärkeä parametri lämmönsiirtoöljyn lämpöhapetusreaktiolle ja lämpöpolymerointireaktiolle. Lämpötilan noustessa näiden kahden reaktion reaktionopeus kasvaa jyrkästi, ja myös koksaustaipumus kasvaa vastaavasti.
Asiaankuuluvien kemiantekniikan periaatteiden teorioiden mukaan: Reynoldsin luvun kasvaessa koksausnopeus hidastuu. Reynoldsin luku on verrannollinen lämmönsiirtoöljyn virtausnopeuteen. Siksi mitä suurempi lämmönsiirtoöljyn virtausnopeus on, sitä hitaampi koksaus.

[5]. Ratkaisuja koksaukseen
Koksin muodostumisen hidastamiseksi ja lämmönsiirtoöljyn käyttöiän pidentämiseksi on ryhdyttävä toimenpiteisiin seuraavista näkökohdista:
(1) Valitse sopivan merkkinen lämmönsiirtoöljy ja seuraa sen fysikaalisten ja kemiallisten indikaattoreiden kehitystä
Lämmönsiirtoöljy jaetaan käyttölämpötilan mukaan merkkeihin. Niistä mineraalilämmönsiirtoöljy sisältää pääasiassa kolme merkkiä: L-QB280, L-QB300 ja L-QC320, ja niiden käyttölämpötilat ovat 280 ℃, 300 ℃ ja 320 ℃.
Sopivan merkkinen ja laadukas lämmönsiirtoöljy, joka täyttää SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" -standardin, tulee valita lämmitysjärjestelmän lämmityslämpötilan mukaan. Tällä hetkellä joidenkin kaupallisesti saatavilla olevien lämmönsiirtoöljyjen suositeltu käyttölämpötila poikkeaa varsinaisista mittaustuloksista, mikä johtaa käyttäjiä harhaan ja turvallisuusonnettomuuksia sattuu silloin tällöin. Sen pitäisi herättää useimpien käyttäjien huomio!
Lämmönsiirtoöljyn tulee olla jalostettua perusöljyä, jolla on erinomainen lämpöstabiilisuus ja korkean lämpötilan antioksidantteja ja hilseilyä estäviä lisäaineita. Korkean lämpötilan antioksidantti voi tehokkaasti viivyttää lämmönsiirtoöljyn hapettumista ja paksuuntumista käytön aikana; korkean lämpötilan hilseilyaine voi liuottaa koksin uunin putkissa ja putkissa, hajottaa sen lämmönsiirtoöljyyn ja suodattaa sen järjestelmän ohitussuodattimen läpi pitääkseen uunin putket ja putkistot puhtaina. Kolmen tai kuuden kuukauden käytön jälkeen lämmönsiirtoöljyn viskositeetti, leimahduspiste, happoarvo ja hiilijäämät on seurattava ja analysoitava. Kun kaksi indikaattoria ylittää määritellyn rajan (hiilijäämä enintään 1,5 %, happoarvo enintään 0,5 mgKOH/g, leimahduspisteen muutosnopeus enintään 20 %, viskositeetin muutosnopeus enintään 15 %), kannattaa harkita uuden öljyn lisäämistä tai kaiken öljyn vaihtamista.
(2) Lämmitysjärjestelmän järkevä suunnittelu ja asennus
Lämmönsiirtoöljylämmitysjärjestelmän suunnittelussa ja asennuksessa on noudatettava tiukasti asianomaisten osastojen laatimia kuumaöljyuunin suunnittelumääräyksiä lämmitysjärjestelmän turvallisen toiminnan varmistamiseksi.
(3) Standardoi lämmitysjärjestelmän päivittäinen toiminta
Lämpööljylämmitysjärjestelmän päivittäisessä käytössä tulee noudattaa tiukasti asianomaisten osastojen laatimia orgaanisten lämmönsiirto-uunien turvallisuus- ja teknistä valvontaa koskevia määräyksiä ja seurata parametrien, kuten lämmityksessä olevan lämpööljyn lämpötilan ja virtausnopeuden, muuttuvia suuntauksia. järjestelmä milloin tahansa.
Varsinaisessa käytössä lämmitysuunin ulostulon keskilämpötilan tulee olla vähintään 20 ℃ alhaisempi kuin lämmönsiirtoöljyn käyttölämpötila.
Lämmönsiirtoöljyn lämpötilan avoimen järjestelmän paisuntasäiliössä tulee olla alle 60 ℃ ja lämpötila ei saa ylittää 180 ℃.
Lämmönsiirtoöljyn virtausnopeus kuumassa öljyuunissa ei saa olla pienempi kuin 2,5 m/s lämmönsiirtoöljyn turbulenssin lisäämiseksi, pysähtyneen pohjakerroksen paksuuden vähentämiseksi lämmönsiirron rajakerroksessa ja konvektiivisen lämmönsiirron lämpövastus ja parantaa konvektiivista lämmönsiirtokerrointa nesteen lämmönsiirron tehostamiseksi.
(4) Lämmitysjärjestelmän puhdistus
Lämpöhapetus- ja lämpöpolymerointituotteet muodostavat ensin polymeroituja korkeahiilisen viskoosin aineita, jotka tarttuvat putken seinämään. Tällaiset aineet voidaan poistaa kemiallisella puhdistuksella.
Korkeahiiliset viskoosit aineet muodostavat edelleen epätäydellisesti grafitoituneita kerrostumia. Kemiallinen puhdistus on tehokasta vain osille, joita ei ole vielä hiiltynyt. Muodostuu täysin grafitoitunut koksi. Kemiallinen puhdistus ei ole enää ratkaisu tämän tyyppisille aineille. Mekaanista puhdistusta käytetään enimmäkseen ulkomailla. Se on tarkastettava usein käytön aikana. Kun muodostuneet korkeahiiliset viskoosit aineet eivät ole vielä hiiltyneet, käyttäjät voivat ostaa kemiallisia puhdistusaineita puhdistukseen.

[6]. Johtopäätös
1. Lämmönsiirtoöljyn koksautuminen lämmönsiirtoprosessin aikana tulee terminen hapetusreaktion ja lämpöpolymerointireaktion reaktiotuotteista.
2. Lämmönsiirtoöljyn koksautuminen aiheuttaa lämmitysjärjestelmän lämmönsiirtokertoimen laskun, pakokaasun lämpötilan nousun ja polttoaineen kulutuksen lisääntymisen. Vakavissa tapauksissa se johtaa onnettomuuksiin, kuten tulipaloon, räjähdyksiin ja käyttäjän henkilövahinkoon lämmitysuunissa.
3. Koksauksen muodostumisen hidastamiseksi tulee valita lämmönsiirtoöljy, joka on valmistettu puhdistetusta perusöljystä, jolla on erinomainen lämpöstabiilisuus ja korkean lämpötilan hapettumisenesto- ja kiinnittymistä estävät lisäaineet. Käyttäjille tulee valita tuotteet, joiden käyttölämpötila on viranomaisen määräämä.
4. Lämmitysjärjestelmän tulee olla järkevästi suunniteltu ja asennettu, ja lämmitysjärjestelmän päivittäinen toiminta tulee standardoida käytön aikana. Käytössä olevan lämmönsiirtoöljyn viskositeetti, leimahduspiste, happoarvo ja jäännöshiili tulee testata säännöllisesti niiden muutostrendien havaitsemiseksi.
5. Lämmitysjärjestelmässä vielä hiiltyneen koksin puhdistamiseen voidaan käyttää kemiallisia puhdistusaineita.