[1] giriiş
Doğrudan ısıtma ve buharla ısıtma gibi geleneksel ısıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ısı transferli yağla ısıtma, enerji tasarrufu, düzgün ısıtma, yüksek sıcaklık kontrol doğruluğu, düşük çalışma basıncı, güvenlik ve rahatlık gibi avantajlara sahiptir. Bu nedenle 1980'li yıllardan bu yana ülkemde ısı transfer yağının araştırılması ve uygulanması hızla gelişmiş ve kimya endüstrisi, petrol işleme, petrokimya endüstrisi, kimyasal elyaf, tekstil, hafif sanayi, yapı malzemeleri gibi çeşitli ısıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. , metalurji, tahıl, petrol ve gıda işleme ve diğer endüstriler.
Bu makale esas olarak kullanım sırasında ısı transfer yağının koklaşmasının oluşumunu, tehlikelerini, etkileyen faktörleri ve çözümlerini tartışmaktadır.

[2]. Kok oluşumu
Isı transfer yağının ısı transfer sürecinde üç ana kimyasal reaksiyon vardır: termal oksidasyon reaksiyonu, termal çatlama ve termal polimerizasyon reaksiyonu. Koklaştırma, termal oksidasyon reaksiyonu ve termal polimerizasyon reaksiyonu ile üretilir.
Isıtma sisteminin çalışması sırasında ısı transfer yağı ısıtıldığında termal polimerizasyon reaksiyonu meydana gelir. Reaksiyon, polisiklik aromatik hidrokarbonlar, kolloidler ve asfalten gibi yüksek kaynama noktalı makromoleküller üretecek ve bunlar kademeli olarak ısıtıcının ve boru hattının yüzeyinde birikerek koklaşacaktır.
Termal oksidasyon reaksiyonu esas olarak açık ısıtma sisteminin genleşme deposundaki ısı transfer yağının havayla temas etmesi veya sirkülasyona katılması durumunda meydana gelir. Reaksiyon, düşük moleküler veya yüksek moleküler alkoller, aldehitler, ketonlar, asitler ve diğer asidik bileşenler üretecek ve ayrıca koklaşmayı oluşturmak için kolloidler ve asfalten gibi viskoz maddeler üretecektir; termal oksidasyona anormal koşullar neden olur. Bir kez meydana geldiğinde, termal çatlama ve termal polimerizasyon reaksiyonlarını hızlandıracak, viskozitenin hızlı bir şekilde artmasına neden olacak, ısı transfer verimliliğini düşürecek, aşırı ısınmaya ve fırın borusunun koklaşmasına neden olacaktır. Üretilen asidik maddeler aynı zamanda ekipman korozyonuna ve sızıntıya da neden olacaktır.

[3]. Koklaşmanın tehlikeleri
Kullanım sırasında ısı transfer yağının ürettiği koklaşma bir yalıtım tabakası oluşturarak ısı transfer katsayısının düşmesine, egzoz sıcaklığının artmasına ve yakıt tüketiminin artmasına neden olacaktır; Öte yandan, üretim sürecinin gerektirdiği sıcaklık değişmediğinden, ısıtma fırını borusunun duvarının sıcaklığı keskin bir şekilde artacak, fırın borusunun şişmesine ve yırtılmasına ve sonunda fırın borusunun yanmasına neden olacak ve ısıtma fırınının bozulmasına neden olacaktır. alev alabilir ve patlayabilir, ekipman ve operatörlerde kişisel yaralanma gibi ciddi kazalara neden olabilir. Son yıllarda bu tür kazalar sıkça yaşanıyor.

[4]. Koklaşmayı etkileyen faktörler
(1) Isı transfer yağı kalitesi
Yukarıdaki koklaşma oluşum prosesi analiz edildikten sonra, ısı transfer yağının oksidasyon stabilitesi ve termal stabilitesinin koklaşma hızı ve miktarı ile yakından ilişkili olduğu bulunmuştur. Birçok yangın ve patlama kazası, ısı transfer yağının zayıf termal stabilitesi ve oksidasyon stabilitesinden kaynaklanır ve bu da çalışma sırasında ciddi koklaşmaya neden olur.
(2) Isıtma sisteminin tasarımı ve kurulumu
Isıtma sistemi tasarımının sağladığı çeşitli parametreler ve ekipman kurulumunun makul olup olmadığı, ısı transfer yağının koklaşma eğilimini doğrudan etkilemektedir.
Her ekipmanın montaj koşulları farklıdır ve bu durum ısı transfer yağının ömrünü de etkileyecektir. Ekipman kurulumu makul olmalı ve ısı transfer yağının ömrünü uzatmak için devreye alma sırasında zamanında düzeltme yapılması gerekir.
(3) Isıtma sisteminin günlük işletimi ve bakımı
Farklı operatörlerin eğitim ve teknik düzey gibi farklı objektif koşulları vardır. Aynı ısıtma ekipmanı ve ısı transfer yağını kullansalar bile ısıtma sistemi sıcaklığı ve debi kontrol seviyeleri aynı değildir.
Sıcaklık, ısı transfer yağının termal oksidasyon reaksiyonu ve termal polimerizasyon reaksiyonu için önemli bir parametredir. Sıcaklık arttıkça bu iki reaksiyonun reaksiyon hızı keskin bir şekilde artacak ve buna bağlı olarak koklaşma eğilimi de artacaktır.
İlgili kimya mühendisliği prensipleri teorilerine göre: Reynolds sayısı arttıkça koklaşma hızı yavaşlar. Reynolds sayısı ısı transfer yağının akış hızıyla orantılıdır. Bu nedenle, ısı transfer yağının akış hızı ne kadar büyük olursa, koklaşma da o kadar yavaş olur.

[5]. Koklaşmaya yönelik çözümler
Koklaşma oluşumunu yavaşlatmak ve ısı transfer yağının ömrünü uzatmak için aşağıdaki hususlarda önlem alınmalıdır:
(1) Uygun markanın ısı transfer yağını seçin ve fiziksel ve kimyasal göstergelerinin trendini izleyin
Isı transfer yağları kullanım sıcaklığına göre markalara ayrılmaktadır. Bunlar arasında, mineral ısı transfer yağı temel olarak üç markayı içerir: L-QB280, L-QB300 ve L-QC320 ve kullanım sıcaklıkları sırasıyla 280°C, 300°C ve 320°C'dir.
Isıtma sisteminin ısıtma sıcaklığına göre SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" standardını karşılayan uygun marka ve kalitede ısı transfer yağı seçilmelidir. Günümüzde ticari olarak satılan bazı ısı transfer yağlarının tavsiye edilen kullanım sıcaklığının gerçek ölçüm sonuçlarından oldukça farklı olması, kullanıcıları yanıltmakta ve zaman zaman güvenlik kazaları yaşanmaktadır. Kullanıcıların çoğunluğunun dikkatini çekmeli!
Isı transfer yağı, mükemmel termal stabiliteye ve yüksek sıcaklıkta antioksidanlara ve kireç önleyici katkı maddelerine sahip rafine baz yağdan yapılmalıdır. Yüksek sıcaklıktaki antioksidan, çalışma sırasında ısı transfer yağının oksidasyonunu ve kalınlaşmasını etkili bir şekilde geciktirebilir; Yüksek sıcaklıkta kireç önleyici madde, fırın boruları ve boru hatlarındaki koklaşmayı çözebilir, ısı transfer yağı içinde dağıtabilir ve fırın borularını ve boru hatlarını temiz tutmak için sistemin bypass filtresinden filtreleyebilir. Her üç veya altı aylık kullanımdan sonra ısı transfer yağının viskozitesi, parlama noktası, asit değeri ve karbon kalıntısı takip edilmeli ve analiz edilmelidir. Göstergelerden ikisinin belirlenen sınırı aşması durumunda (karbon kalıntısı %1,5'ten fazla değil, asit değeri 0,5mgKOH/g'den fazla değil, parlama noktası değişim oranı %20'den fazla değil, viskozite değişim oranı %15'ten fazla değil), bir miktar yeni yağ eklenmesi veya yağın tamamının değiştirilmesi düşünülmelidir.
(2) Isıtma sisteminin makul tasarımı ve kurulumu
Isı transfer yağlı ısıtma sisteminin tasarımı ve montajı, ısıtma sisteminin güvenli çalışmasını sağlamak için ilgili departmanlar tarafından formüle edilen kızgın yağ fırını tasarım düzenlemelerine kesinlikle uygun olmalıdır.
(3) Isıtma sisteminin günlük çalışmasını standartlaştırın
Kızgın yağ ısıtma sisteminin günlük çalışması, ilgili departmanlar tarafından formüle edilen organik ısı taşıyıcılı fırınlar için güvenlik ve teknik denetim yönetmeliklerine sıkı bir şekilde uymalı ve ısıtma sistemindeki kızgın yağın sıcaklığı, akış hızı gibi parametrelerin değişen eğilimlerini takip etmelidir. Sistem herhangi bir zamanda.
Gerçek kullanımda, ısıtma fırınının çıkışındaki ortalama sıcaklık, ısı transfer yağının çalışma sıcaklığından en az 20°C daha düşük olmalıdır.
Açık sistemin genleşme deposundaki ısı transfer yağının sıcaklığı 60°C'den düşük olmalı ve sıcaklık 180°C'yi geçmemelidir.
Isı transfer yağının türbülansını arttırmak, ısı transferi sınır tabakasındaki durgun alt tabakanın kalınlığını azaltmak ve ısı transfer yağının kızgın yağ fırınındaki akış hızının 2,5 m/s'den düşük olmaması gerekir. konvektif ısı transferi termal direnci ve akışkan ısı transferini arttırma amacına ulaşmak için konvektif ısı transfer katsayısını iyileştirir.
(4) Isıtma sisteminin temizlenmesi
Termal oksidasyon ve termal polimerizasyon ürünleri ilk önce boru duvarına yapışan polimerize yüksek karbonlu viskoz maddeler oluşturur. Bu tür maddeler kimyasal temizlik ile giderilebilir.
Yüksek karbonlu viskoz maddeler ayrıca tam olarak grafitleşmemiş tortular oluşturur. Kimyasal temizlik sadece henüz karbonlaşmamış parçalar için etkilidir. Tamamen grafitleşmiş kok oluşur. Kimyasal temizlik artık bu tür maddelere çözüm değil. Mekanik temizlik çoğunlukla yurt dışında kullanılmaktadır. Kullanım esnasında sık sık kontrol edilmelidir. Oluşan yüksek karbonlu viskoz maddeler henüz karbonize olmadığında kullanıcılar temizlik için kimyasal temizlik maddeleri satın alabilirler.

[6]. Çözüm
1. Isı transfer işlemi sırasında ısı transfer yağının koklaşması, termal oksidasyon reaksiyonu ve termal polimerizasyon reaksiyonunun reaksiyon ürünlerinden gelir.
2. Isı transfer yağının koklaşması, ısıtma sisteminin ısı transfer katsayısının azalmasına, egzoz sıcaklığının artmasına ve yakıt tüketiminin artmasına neden olacaktır. Ağır durumlarda, ısıtma fırınında yangın, patlama ve operatörün yaralanması gibi kazaların oluşmasına yol açacaktır.
3. Koklaşma oluşumunu yavaşlatmak için, mükemmel termal stabiliteye sahip rafine baz yağ ve yüksek sıcaklıkta oksidasyon önleyici ve kirlenme önleyici katkı maddeleri ile hazırlanmış ısı transfer yağı seçilmelidir. Kullanıcılar için kullanım sıcaklığı otorite tarafından belirlenen ürünler seçilmelidir.
4. Isıtma sistemi makul şekilde tasarlanmalı ve kurulmalı ve kullanım sırasında ısıtma sisteminin günlük çalışması standartlaştırılmalıdır. İşletmedeki ısı transfer yağının viskozitesi, parlama noktası, asit değeri ve kalan karbonu düzenli olarak test edilerek değişen eğilimleri gözlemlenmelidir.
5. Isıtma sisteminde henüz karbonlaşmamış koklaşmanın temizlenmesi için kimyasal temizlik maddeleri kullanılabilir.