熱聚合反應因導熱油在加熱系統(tǒng)運行過程受熱而發(fā)生,該反應會生成稠環(huán)芳烴、膠質和瀝青質等大分子高沸物,其逐漸沉積于加熱器和管路表面,形成結焦。
熱氧化反應主要因開式加熱系統(tǒng)膨脹槽內的導熱油接觸空氣或參與循環(huán)而發(fā)生,該反應會生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性組分,并進一步生成膠質、瀝青質等粘稠物質,然后形成結焦;熱氧化是非正常情況引起的,一旦發(fā)生,會加速熱裂解和熱聚合反應,使粘度迅速增大,傳熱效率降低,造成過熱和爐管結焦。產生的酸性物質還會造成設備腐蝕和泄漏。
對于以導熱油為介質的鍋爐和系統(tǒng),導熱油的化學及物理特性確定了再超出其熱穩(wěn)定性限制的高溫條件下工作會發(fā)生過熱裂解,在與空氣接觸的條件下會發(fā)生氧化變質,在與其他化學物質混合的條件下會發(fā)生化學污染甚至化學反應。過熱裂解、氧化變質和化學污染都會導致傳熱過程惡化,故而引發(fā)鍋爐的材料和結構強度失效并會導致導熱油的泄漏。
導熱油受熱裂解、聚合的產物向爐管金屬表面遷移并吸附在金屬表面,吸附在金屬表面的物質會日益增加,在爐管表面繼續(xù)受熱會硬化形成結焦物。導熱油的熱穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)證明,在一個確定的溫度上,所有導熱油都會出現(xiàn)不同程度的因熱裂解而變質的現(xiàn)象。導熱油變質率的增加與其所承受溫度的增加表現(xiàn)出一種指數(shù)關系,當工作溫度每上升10℃,由于熱裂解原因造成的導熱油變質率會在原有變質率的基礎上增加1倍。因此,合理的管理加熱系統(tǒng),避免超溫操作,是延長導熱油壽命的生要措施之一。
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