[1]. Introduction
Comparé aux méthodes de chauffage traditionnelles telles que le chauffage direct et le chauffage à la vapeur, le chauffage au mazout par transfert de chaleur présente les avantages d'une économie d'énergie, d'un chauffage uniforme, d'une précision de contrôle de température élevée, d'une faible pression de fonctionnement, de sécurité et de commodité. Par conséquent, depuis les années 1980, la recherche et l'application de l'huile caloporteuse en Chine se sont développées rapidement et ont été largement utilisées dans divers systèmes de chauffage dans l'industrie chimique, la transformation du pétrole, l'industrie pétrochimique, les fibres chimiques, le textile, l'industrie légère, les matériaux de construction. , métallurgie, transformation des céréales, du pétrole et des aliments et autres industries.
Cet article traite principalement de la formation, des dangers, des facteurs d'influence et des solutions de cokéfaction de l'huile caloporteuse pendant son utilisation.

[2]. Formation de cokéfaction
Il existe trois réactions chimiques principales dans le processus de transfert de chaleur de l'huile caloporteuse : la réaction d'oxydation thermique, le craquage thermique et la réaction de polymérisation thermique. La cokéfaction est produite par une réaction d'oxydation thermique et une réaction de polymérisation thermique.
La réaction de polymérisation thermique se produit lorsque l’huile caloporteuse est chauffée pendant le fonctionnement du système de chauffage. La réaction générera des macromolécules à point d’ébullition élevé telles que des hydrocarbures aromatiques polycycliques, des colloïdes et des asphaltènes, qui se déposeront progressivement à la surface du réchauffeur et du pipeline pour former de la cokéfaction.
La réaction d'oxydation thermique se produit principalement lorsque l'huile caloporteuse dans le vase d'expansion du système de chauffage ouvert entre en contact avec l'air ou participe à la circulation. La réaction générera des alcools, des aldéhydes, des cétones, des acides et d'autres composants acides de faible ou de haut poids moléculaire, et générera en outre des substances visqueuses telles que des colloïdes et des asphaltènes pour former de la cokéfaction ; l'oxydation thermique est causée par des conditions anormales. Une fois que cela se produit, cela accélérera les réactions de craquage thermique et de polymérisation thermique, provoquant une augmentation rapide de la viscosité, réduisant l'efficacité du transfert de chaleur, provoquant une surchauffe et une cokéfaction des tubes du four. Les substances acides produites provoqueront également la corrosion et les fuites des équipements.

[3]. Les dangers de la cokéfaction
La cokéfaction générée par l'huile de transfert de chaleur pendant l'utilisation formera une couche isolante, entraînant une diminution du coefficient de transfert de chaleur, une augmentation de la température des gaz d'échappement et une augmentation de la consommation de carburant ; d'autre part, étant donné que la température requise par le processus de production reste inchangée, la température de la paroi du tube du four de chauffage augmentera fortement, provoquant le gonflement et la rupture du tube du four, et finalement brûler à travers le tube du four, provoquant ainsi le four de chauffage. prendre feu et exploser, provoquant des accidents graves tels que des blessures corporelles à l'équipement et aux opérateurs. Ces dernières années, de tels accidents sont devenus monnaie courante.

[4]. Facteurs affectant la cokéfaction
(1) Qualité de l'huile de transfert de chaleur
Après avoir analysé le processus de formation de cokéfaction ci-dessus, il s'avère que la stabilité à l'oxydation et la stabilité thermique de l'huile de transfert de chaleur sont étroitement liées à la vitesse et à la quantité de cokéfaction. De nombreux accidents d'incendie et d'explosion sont causés par la mauvaise stabilité thermique et la mauvaise stabilité à l'oxydation de l'huile caloporteuse, ce qui provoque une grave cokéfaction pendant le fonctionnement.
(2) Conception et installation de système de chauffage
Les divers paramètres fournis par la conception du système de chauffage et le caractère raisonnable de l'installation de l'équipement affectent directement la tendance à la cokéfaction de l'huile caloporteuse.
Les conditions d'installation de chaque équipement sont différentes, ce qui affectera également la durée de vie de l'huile caloporteuse. L'installation de l'équipement doit être raisonnable et une rectification rapide est requise lors de la mise en service pour prolonger la durée de vie de l'huile caloporteuse.
(3) Exploitation et entretien quotidiens du système de chauffage
Différents opérateurs ont des conditions objectives différentes telles que l'éducation et le niveau technique. Même s’ils utilisent les mêmes équipements de chauffage et le même fioul caloporteur, leur niveau de contrôle de la température et du débit du système de chauffage n’est pas le même.
La température est un paramètre important pour la réaction d’oxydation thermique et la réaction de polymérisation thermique de l’huile de transfert de chaleur. À mesure que la température augmente, la vitesse de réaction de ces deux réactions augmentera fortement et la tendance à la cokéfaction augmentera également en conséquence.
Selon les théories pertinentes des principes du génie chimique : à mesure que le nombre de Reynolds augmente, le taux de cokéfaction ralentit. Le nombre de Reynolds est proportionnel au débit de l’huile caloporteur. Par conséquent, plus le débit de l’huile caloporteuse est important, plus la cokéfaction est lente.

[5]. Solutions à la cokéfaction
Afin de ralentir la formation de cokéfaction et de prolonger la durée de vie de l'huile caloporteuse, des mesures doivent être prises dans les domaines suivants :
(1) Sélectionnez l'huile de transfert de chaleur de la marque appropriée et surveillez la tendance de ses indicateurs physiques et chimiques
L'huile caloporteuse est divisée en marques en fonction de la température d'utilisation. Parmi elles, l'huile minérale de transfert de chaleur comprend principalement trois marques : L-QB280, L-QB300 et L-QC320, et leurs températures d'utilisation sont respectivement de 280℃, 300℃ et 320℃.
L'huile caloporteuse de marque et de qualité appropriées répondant à la norme SH/T 0677-1999 « Fluide caloporteur » doit être sélectionnée en fonction de la température de chauffage du système de chauffage. À l'heure actuelle, la température d'utilisation recommandée de certaines huiles caloporteuses disponibles dans le commerce est très différente des résultats de mesure réels, ce qui induit les utilisateurs en erreur et des accidents de sécurité se produisent de temps en temps. Il devrait attirer l’attention de la majorité des utilisateurs !
L'huile de transfert de chaleur doit être composée d'huile de base raffinée avec une excellente stabilité thermique et des antioxydants à haute température et des additifs antitartre. L'antioxydant à haute température peut retarder efficacement l'oxydation et l'épaississement de l'huile de transfert de chaleur pendant le fonctionnement ; l'agent antitartre à haute température peut dissoudre la cokéfaction dans les tubes et les canalisations du four, la disperser dans l'huile de transfert de chaleur et la filtrer à travers le filtre de dérivation du système pour maintenir les tubes et les canalisations du four propres. Après tous les trois ou six mois d'utilisation, la viscosité, le point d'éclair, l'indice d'acide et les résidus de carbone de l'huile de transfert de chaleur doivent être suivis et analysés. Lorsque deux des indicateurs dépassent la limite spécifiée (résidu de carbone pas plus de 1,5 %, indice d'acide pas plus de 0,5 mgKOH/g, taux de changement du point d'éclair pas plus de 20 %, taux de changement de viscosité pas plus de 15 %), il faut envisager d'ajouter de l'huile neuve ou de remplacer toute l'huile.
(2) Conception et installation raisonnables du système de chauffage
La conception et l'installation du système de chauffage au mazout caloporteur doivent suivre strictement les réglementations de conception des fours à mazout formulées par les départements concernés pour garantir le fonctionnement sûr du système de chauffage.
(3) Standardiser le fonctionnement quotidien du système de chauffage
Le fonctionnement quotidien du système de chauffage à l'huile thermique doit suivre strictement les règles de sécurité et de surveillance technique pour les fours caloporteurs organiques formulées par les services concernés, et surveiller les tendances changeantes de paramètres tels que la température et le débit de l'huile thermique dans le chauffage. système à tout moment.
En utilisation réelle, la température moyenne à la sortie du four de chauffage doit être inférieure d'au moins 20 ℃ à la température de fonctionnement de l'huile caloporteuse.
La température de l'huile caloporteuse dans le vase d'expansion du système ouvert doit être inférieure à 60 ℃ et la température ne doit pas dépasser 180 ℃.
Le débit de l'huile caloporteuse dans le four à mazout chaud ne doit pas être inférieur à 2,5 m/s pour augmenter la turbulence de l'huile caloporteuse, réduire l'épaisseur de la couche inférieure stagnante dans la couche limite de transfert de chaleur et la résistance thermique par transfert de chaleur par convection et améliorer le coefficient de transfert de chaleur par convection pour atteindre l'objectif d'améliorer le transfert de chaleur par fluide.
(4) Nettoyage du système de chauffage
Les produits d'oxydation thermique et de polymérisation thermique forment d'abord des substances visqueuses polymérisées à haute teneur en carbone qui adhèrent à la paroi du tuyau. Ces substances peuvent être éliminées par nettoyage chimique.
Les substances visqueuses à haute teneur en carbone forment en outre des dépôts incomplètement graphitisés. Le nettoyage chimique n'est efficace que pour les pièces qui n'ont pas encore été carbonisées. Il se forme du coke entièrement graphitisé. Le nettoyage chimique n’est plus une solution à ce type de substances. Le nettoyage mécanique est principalement utilisé à l’étranger. Il doit être vérifié fréquemment pendant l'utilisation. Lorsque les substances visqueuses à haute teneur en carbone formées n'ont pas encore été carbonisées, les utilisateurs peuvent acheter des produits de nettoyage chimiques pour le nettoyage.

[6]. Conclusion
1. La cokéfaction de l'huile de transfert de chaleur pendant le processus de transfert de chaleur provient des produits de réaction de la réaction d'oxydation thermique et de la réaction de polymérisation thermique.
2. La cokéfaction de l'huile caloporteuse entraînera une diminution du coefficient de transfert de chaleur du système de chauffage, une augmentation de la température des gaz d'échappement et une augmentation de la consommation de carburant. Dans les cas graves, cela entraînera la survenue d'accidents tels qu'un incendie, une explosion et des blessures corporelles de l'opérateur dans le four de chauffage.
3. Afin de ralentir la formation de cokéfaction, une huile de transfert de chaleur préparée avec une huile de base raffinée avec une excellente stabilité thermique et des additifs anti-oxydation et antisalissure à haute température doit être sélectionnée. Pour les utilisateurs, il convient de sélectionner des produits dont la température d'utilisation est déterminée par l'autorité.
4. Le système de chauffage doit être raisonnablement conçu et installé, et le fonctionnement quotidien du système de chauffage doit être standardisé pendant son utilisation. La viscosité, le point d'éclair, l'indice d'acide et le carbone résiduel de l'huile caloporteuse en fonctionnement doivent être testés régulièrement pour observer leurs tendances changeantes.
5. Des produits de nettoyage chimiques peuvent être utilisés pour nettoyer le cokéfaction non encore carbonisé dans le système de chauffage.