关于有机热载体的特点及应用问题的若干研究

【摘 要】现如今，有机热载体已经广泛应用于工业生产中，和以往的加热方式相比，该加热方式的经济性，环保性均良好，对其特点和相关应用情况进行研究，有着一定的现实意义。结合实际情况，本文从两个部分，详细阐述了有机热载体的特点及应用问题。

【关键词】有机热载体；特点；应用

在现如今的工业生产中，经常要对工业物料进行间接加热，有机热载体凭借其优势，已经被逐♋渐的应用与于工业领域中，但从实际情况来看，我国在此领域中的技术还稍显欠缺，经常出现安全事故。因此，对有机热载体的特点及应用问题进行研究，有着十分重要的现实意义存在。

一、 有机热载体的特点

1、 有机热载。体介绍

有机热载体是作为传热介质使用的有机物质的统称，包括被称为热传导液、导热油、有机传热介质、热媒等用于间接传热目的的所有有机介质。从从形态上来看，有机热载体可以被分成液相与气相两种，工作在沸点之下的载体为液相载体，工作在沸点之上的载体为气相载体。多数有机热载体为液相载体。在从结构上来看，可以将有机热载体分成合成型与矿物油型两种。

（1）.合成有机热载体：

合成有机热载体是以化学合成工艺生产的，具有一定化学结构和确定的化学名称的产品。根据最高允许使用温度，合成型有机热载体划分为普通合成型和具有特殊高热稳定性合成型。合成型热载体有着良好的稳定性，另外在使用寿命上也比其他热载体要长，有着可再生的优势[1]。但相比之下，合成有机载体的价格偏高。

（2）矿物油型有机热载体

矿物油型有机热载体是以石油为原料，经蒸馏和精制工艺得到的适当馏分生产的产品，其主要组分为烃类的混合物。矿物油型热载体原料来源非常广泛，和合成型有机热载体相比，矿物油型有机热载体的价格相对低廉，制作工艺非常简单，有着安全性高，毒性低的特征，但从使用温度上来看，矿物油型有机热载体的使用温度比合成型有机热载体使用温度要低，在高热环境中，矿物油型有机热载体的稳定性差，在进行实际使用的时候非常容易出现裂解现象，一般情况下，其使用温度在320摄氏度以下，发生劣化后，再生困难。

2、有机热载体的特点

有机热为载体作为传热介质在工业热交换的应用领域中已有六十多年的使用历史，与传统的传热介质及水蒸汽相比，具有以下特点：

（1）在几乎常压的条件下，可获得较高的传热温度。这样就可大幅降低高温加热系统的操作压力，提高系统和设备的安全性。

（2）温度稳定，便于控制。对强制循环的液相有机热载体的加热温度，可根据用热系统的需要实现自控，不受压力因素影响，温度波动小。蒸汽锅炉供热温度是由蒸汽压力调节控制，影响因素多，温度波动大。

（3）不需要水处理系统，减少了系统的初投资和运行维护费用。

（4）可以在更宽的温度范围内满足不同的温度加热、冷却工艺需求，或在同一个系统中使用同一种有机热载体炉同时实现高ค温加热和低温冷却的工艺要求，可以降低系统和操作的复杂性。

（5）在事故引起系统泄漏的情况下，有机热载体炉与明火相遇时有可能发生燃烧，这是有机热载体炉系统与水蒸汽系统相比所存在的问题。但在不发生泄漏的条件下，由于有机热载体炉系统在低压条件下工作，帮其操作安全性要高于水各蒸汽系统。

（6）在同样的操作温度条件下，有机热载体系统较蒸❅汽系统至少节能30%以上。

二、有机热载体应用注意事项

要想令有机热载体能够达到安全使用的标准，并延长其使用寿命，应该遵循以下原则：

1、不管是矿物油型有机热载体还是合成型有机热载体，其闭口的闪点不能在100摄氏度以下，这是一个非常重要的使用要求。在开式系统进行运行的时候，因为裂解现象所产生的低沸点物质能够在第一时间内被排除，因此需要较高的闪点，但也有特殊情况出现，在闭式系统进行运行的时候，闪点太低就要进行额外的排气处理。

2、作为有机热载体来讲其粘度不应该过高，同时还应该具有良好的流动性。当粘度过高时，不仅使低温启动所需动力增大，循环泵的运转负荷加大，而且易使循环系统中的介质流速降低，边界层厚度增大，一旦炉管内有机热载体的流速处于层流状态，容易导致边界层的温度比中心温度高，在此温度环境下形成的炭物质会在锅炉管壁中沉积，当这些物质过多的时候，就会令锅炉管壁温度过高，进而出现意外。当有机热载体的☯粘度（40摄氏度环境下）L-QB、L-QC类大于50mm2/s，L-QD在60mm2/s的时候，应该更换有机热载体。

3、在没有水分存在的情况下，系统内的在有有机热载体一般不会因酸值较高而对传热金属产生明显的腐蚀；在有水分存在的情况下，当其酸值达到1.5mgKOH/g以上时，有机热载体对金属会产生微量腐蚀。因此在工作状态中的有机热载体，工作人员应该定期的将载体酸值测量，一旦超过标准，要立即更换。

4、在有机热载体中，如果其炭含量过大，则会在锅炉管中造成结焦积炭的现象，对传导热来讲是非常不利的。相关文献表明，炭的传热系数为其他材料的1/4.减少了传热系统的横截面，同时也浪费材料，严重者还会造成锅炉损坏的现象出现。所以说，在有机热载体中，残炭量如果达到了1.5%以上的时候，要马上停止使用，并对热传导系统进行定时的更换与清洗。

5、在一般情况下，有机热载体中会含有一部分水分，当锅炉在运行的时候，温度升高如果过快，则会加速水分的老化，令锅炉中的压力上升，严重的时候会令锅炉出现爆炸的现象。而且如果此时酸值已经比较高，较高水分的存在还会增加系统内金属材料腐蚀的危险性。因此，有机热载体中的水分应严格控制，参考国内外部分企业的在用有机热载体质量监控标准和实际操作经验，规定水分的允许使用指标为不大于500mg/kg，停止使用指标为不大于1000mg/kg。

6、在一般情况下，不能将两种不同类型的有机热载体混合使用，如需必要，热载体的生产单位应该将混用的条件和具体要求列出，其两种混用热载体的使用温度应该类似，不能超过任何一种热载体最高使用温度。

三、结束语：

综上所述，有机热载体在使用过程中，如果操作得当，具有良好热稳定性和氧化安定性的有机热载体能给传热系统带来非常好的安全性和节能的经济性。但如果使用劣质的有机热载体或者操作不当，有机热载体的残炭、运动粘度、酸值等指标上升很快，不仅使用寿命短，而且容易造成受热面结焦、积炭，严重时还会堵塞管道，不但降低传热效果，浪费燃料，而且严重时甚至引发着火、爆炸等安全事故，严重影响有机热载体的安全、节能运行。因此，在使用有机热载体时，要充分考虑有机热载体的特点和应用问题，让这种良好的传热介质为节能减排做贡献！

参考文献：

[4]彭小兰，吴超，殷先华. 有机热载体炉事故与积碳检测技术发展[J]. 工业锅炉，2013，04：6-10+17.