一种工业用低温换热的二次冷媒制造技术

本发明专利技术涉及一种工业用低温换热二次冷媒，该换热冷媒在工业生产领域的化学制药和生物发酵过程中的间接换热系统中做载冷剂使用。该低温换热二次冷媒由５～９０％（重量）的水、５～９０％（重量）的Ｃ１～Ｃ４有机醇和０．５～２％（重量）的功能性添加剂等组成，具有突出载冷、防腐蚀、抑菌、灭藻等功效，可使冷却系统的金属（铁、铜、铝及合金）内表面形成一层牢固的钝化层，有效的防止环境对冷却系统产生的腐蚀，新旧系统均可使用，从根本上解决了传统载冷剂对冷却系统设备严重腐蚀的难题，既确保了冷却系统的安全平稳运行，又有效延长了设备的运行周期，温度适用范围为－８０℃～１２０℃。

A two refrigerant for industrial low temperature heat transfer

The invention relates to an industrial low-temperature heat exchange two refrigerant, chemical pharmaceutical and biological fermentation process of the heat transfer of refrigerant in the field of industrial production in the indirect heat exchange system used as coolant. The low temperature heat exchanger two refrigerant from 5 to 90% (weight) of water, 5 ~ 90% (weight) C1 ~ C4 organic alcohol and 0.5 ~ 2% (weight) of functional additives, has outstanding corrosion resistance, cold load, bacteria, algae and other effects, can make the cooling system metal (iron, copper, aluminum and alloy) formed on the inner surface of a layer of passivation layer, prevent the corrosion environment of the cooling system effectively, can be used in the new system, fundamentally solve the problem of traditional refrigerant for the cooling system equipment corrosion, both to ensure that the cooling system safely and stable operation. It can prolong the running cycle of the equipment, the temperature range is 80 to 120 DEG C.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业用低温换热二次冷媒领域，具体涉及在工业生产领域中的生物化学制药和生物发酵过程中的间接换热系统中做载冷剂使用技术。
技术介绍
在食品酿造、生物化学制药和化工等诸多工业生产领域的生产过程与温度密切相 关，在一些要求在较低的温度下进行的放热反应过程，为了保护物料系统温度始终在工艺 条件要求的状态下，通常采用反应器内部的蛇形管或反应器外部的夹层中流动的介质进行 热量交换，以保证反应温度在期望的范围内进行完成，最常用的传热介质是水，传热温度范 围为10-8(TC，在此温度范围以外，由于水趋于结冰或沸腾而不能做传热剂使用。以水做 传热剂的优点是传热效果好，成本低廉，但在较低的温度下对反应过程进行热量交换，水就 显得无能为力了。在较低反应温度下进行较大强度的冷却过程，通常采用的换热二次冷媒 为一些具有降低冰点的无机盐类溶液，如硝酸钠水溶液、碳酸钠水溶液、氯化钠水溶液，氯 化钙水溶液等，这类换热介质对各种金属(碳钢、不锈钢、黄铜、铝及铝合金)表面腐蚀严 重。针对低温换热二次冷媒的防腐蚀问题，已有很多报道，但其应用领域主要集中在汽车 防冻液方面，对于其它工业领域的报道很少。如中国专利02126622. O(—种防腐抗垢防 沸汽车冷冻液)、200610015513. 5 (汽车发动机防冻液)、200710020073. 7 (汽车防冻液)、 200410021183. 1 (车皮防冻液及其配制方法)、200410043938. 8 (—种多用途防冻液)等。汽 车防冻液中主要成份大多数选用乙二醇类，这类防冻液因沸点较高，挥发性小，适合做汽车 发动机这样较高温度下的冷却液和发动机停止运转时的防冻液，但不适合做较低温度下循 环系统的冷却液，在低温时(如-30°C )，乙二醇水溶液的粘度会迅速增加，循环阻力很大。 对食品方面的发酵(啤酒、酱油、食用醋等)和生物制药方面的换热系统载冷剂，既要满足 热量交换的要求，又要有一定的卫生毒性要求，避免少量的泄漏造成极大的人身伤害的二 次冷媒未见公开，从而本专利技术弥补了现有技术不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了现有技术中所存在的缺陷，提供一种具有载冷、防腐、防 锈、抑菌、灭藻等多种功效，在较低温度下，主要应用于化学制药和生物发酵工业生产领域 的载冷传热液体冷媒。 本专利技术所述的一种工业用低温换热的二次冷媒对各种金属(碳钢、不锈钢、黄铜、铝及铝合金等)表面有防蚀防垢性，其所采取的技术方案是由水、Q C4有机醇和多种功能性添加剂组成，其特点在于该低温换热二次冷媒是由下列组分组成(按重量百分比计) 水5 90%， Q C4有机醇5 90 % ， 功能性添加剂0. 5 2 % ， 其中分散剂0. 01 0. 5%， 缓蚀剂0. 01 1. 5%， PH值调节剂0. 01 1. 0%。 本专利技术所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，所选用Q C4有机醇为甲醇、乙 醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇和二乙二醇，根据使用温度范围，这些醇可以单独 选用，也可以以不同比例混合使用，以求获得最佳传热效果。例如，在8(TC以上的温度条件 下对反应系统进行换热，主要用二醇或三元醇类，以减少传热介质的挥发损失，而在l(TC以 下的低温环境中，则主要选用单醇类有机醇，以确保低温换热二次冷媒具有很低的冰点和 良好的流动性。 本专利技术所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，考虑到原料的成本和卫生条件方面的特殊要求，所选用的缓蚀剂为硅酸钠、亚硝酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、苯 甲酸(钠)、苯丙三氮唑。其中，苯甲酸(钠)还有抑菌作用。根据传热系统材质的不同，以上缓蚀剂也可以单独使用或几种混合使用，缓蚀剂加入总量为传热介质总重量的0. 01 1. 5%。 本专利技术所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，所选用的分散剂为乙二胺四乙 酸(EDTA)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na》、次氨基三乙酸(NTA)、羟乙基乙二胺三乙酸 (HEDTA)、葡萄糖酸钠，根据传热系统材质的不同和微量可溶金属离子的不同，这些分散剂 可以单独使用或几种混合使用，分散剂加入总量为传热介质总重量的0. 01 0. 5%。 本专利技术所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，所选用的ra值调节剂为氢氧化 钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾，这些ra值调节剂可以单独使用或几种混合使用，调整ra 值在7 9的范围内，ra值调节剂加入总量为传热介质总重量的o.oi i.o%。因为当ra值低于7时，有些缓蚀剂将失去作用，腐蚀现象会发生。本专利技术的主要优点在于专利技术了一种能应用于多种工业生产过程，依据换热过程 的要求，低温换热二次冷媒可在温度范围在_80°C 12(TC之间选择设计原料配比，制备出 具有防蚀、阻垢、抑菌、灭藻作用的高效低温换热二次冷媒。 下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式表1、表2、表3和表4分别给出了四种有机醇水溶液浓度与冰点之间的关系，作为由混合有机醇配制的低温换热二次冷媒冰点，可利用下表中每一种有机醇对冰点的贡献进行简单的算术加和来预测产品的冰点。 表l甲醇水溶液冰点 <table>table see original document page 4</column></row><table><table>table see original document page 5</column></row><table> 表2乙醇水溶液冰点 <table>table see original document page 5</column></row><table> 表3乙二醇水溶液冰点 <table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table> 实施例1 : —种重量百分比组成如下的低温换热二次冷媒 乙醇30% 乙二醇20% 磷酸三钠O. 5% 苯甲酸钠O. 5% 硅酸钠O. 2% 苯并三氮唑O. 1% 氢氧化钠0. 1 % EDTA 二钠0. 1 % 葡萄糖酸钠O. 2% 水48.30% 此低温换热二次冷媒冰点为_40°C ，可用于东北地区冬季0 -l(TC环境下的啤酒 发酵、制药等物料冷却系统中，对钢铁、黄铜、铝材质均无腐蚀、不结垢、不霉变，此低温换热二次冷媒与自来水、酒精溶液的对试片的防蚀性能比较实验结果见表5 : 表5不同介质对试片的腐蚀性能比较6<table>table see original document page 7</column></row><table> 试验条件为常压，室内自然温度t:，采用50X25X0. 3mm的钢铁、黄铜、铝材质试片进行防腐性能试验，通过定期测量试片累计减重来评估试液的防蚀性能，并根据锈蚀速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业用低温换热的二次冷媒，由水、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］有机醇和多种功能性添加剂组成，其特征是由水５～９０％、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］有机醇５～９０％、功能性添加剂０．５～２％组分组成。

【技术特征摘要】
一种工业用低温换热的二次冷媒，由水、C1～C4有机醇和多种功能性添加剂组成，其特征是由水5～90％、C1～C4有机醇5～90％、功能性添加剂0.5～2％组分组成。2. 根据权利要求1所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，其特征在于所述的Q C4有机醇选用甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇它们中的一种或几种混合。3. 根据权利要求1所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，其特征在于所述的功能性添加剂是由分散剂O. 01 0. 5%、缓蚀剂0.01 i.5%、ra值调节剂O. 01 1.0%组成。4. 根据权利要求3所述的一种工业用低温换热的二次冷媒，其特征在于所述的分散剂选用乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正平，郎春彦，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]