热聚合反应因导热油在加热系统运行过程受热而发生,该反应会生成稠环芳烃、胶质和沥青质等大分子高沸物,其逐渐沉积于加热器和管路表面,形成结焦。
热氧化反应主要因开式加热系统膨胀槽内的导热油接触空气或参与循环而发生,该反应会生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性组分,并进一步生成胶质、沥青质等粘稠物质,然后形成结焦;热氧化是非正常情况引起的,一旦发生,会加速热裂解和热聚合反应,使粘度迅速增大,传热效率降低,造成过热和炉管结焦。产生的酸性物质还会造成设备腐蚀和泄漏。
导热油在加热器和循环管线中爆发的积垢,积垢历程分为三步:
(一)热裂解和热聚合要组成聚合的高碳粘稠物,附着于管壁,这类物质可通过化学清洗去失落。
(二)高碳粘稠物进1步组成不完全石墨化沉积物,化学清洗只对没有碳化的有些有效。
(三)完全组成石墨化焦炭,对这类物资化学清洗已不解决问题,国外多选用机械清洗,由于国内机械清洗的用具没有开辟,这种情况下只能改换炉管。
与水的物理特性不同,虽然在工作条件下导热油并不会出现高温与高压共存的情况,但其可燃性的特性决定了导热油泄漏的锅炉及系统容易引发火灾和危险事故的事实。排除其他因素的影响,导热油在使用过程中超温裂解及氧化变质和可燃烧的特性是造成锅炉材料和结构强度失效以及导热油泄漏的主要原因。对于导热油锅炉及系统而言,需要研究的主要安全问题是锅炉的钢材选择、结构设计、制造质量、安装规范。
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