改进型还原式热管制造技术

改进型还原式热管是在壳体材料为钢或不锈钢，工质为水的热管的冷凝段顶端放置一种不溶于水的固体复合氧化剂，该氧化剂能够在较低的工作温度下与热管内的氢起氧化还原反应生成水，解决了用ＣｕＯ作氧化剂的热管只能在较高工作温度下除氢，而在较低温度下无效地问题，使热管一直保持良好的传热性能，延长了热管的工作寿命，从而大大扩展了热管的使用范围。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换装置，特别涉及一种性能改进的热管。以钢或不锈钢为管壳材料，水为工质的钢-水热管(包括重力式、带吸液芯式、离心式等各种钢-水热管)广泛用于工业热交换设备。但在热管的工作温度下，钢和水会起一系列化学反应，生成不凝性气体氢气，生成的氢气在热管中积累起来，阻碍热管内的的水(工质)的相变传热，使热管传热效率降低，最终导致热管失效。目前最新的去除热管产生的氢气的方法是在热管中放置固体氧化铜，用氧化铜把氢气氧化成水，从而恢复热管的传热性能和有效寿命(已由日本昭和铝株式会社申请了中国专利，申请号为87103423)，但使用氧化铜作氧化剂以除去热管中的氢气的措施只有在热管的工作温度高于160℃时才有效，若温度较低，则氧化铜与氢气反应速度过低，甚至不能起反应，从而达不到除氢的效果。钢-水热管的最佳工作温度范围为60-250℃，此最佳工作温度范围有一半以上是低于160℃的。实际上很多热管的工作温度低于160℃，例如在回收烟气余热的逆流传热的空气预热器中，即使烟气进口温度相当高，但在空气进口侧(即烟气出口侧)，热管的工作温度也仅有100℃上下。因此，使用氧化铜作氧化剂去除氢气的热管在实用上有很大局限性，它只能在工作温度高于160℃以上的条件下才能有效的长期工作，而在工作温度低于此值时则失去除氢作用，同普通钢-水热管一样，达不到延长热管工作寿命的效果。为使热管在较低工作温度下亦能去除热管内氢气，从而使热管长期有效工作，我们提出了如下改进型还原式热管。本专利技术(包括重力式、带吸液芯式、离心式)的管壳材料为钢或不锈钢，工质为水，其特征是在热管内装有复合氧化剂，这些复合氧化剂由元素周期表中的Ⅰ类付族元素的氧化物和过渡元素的氧化物组合构成，其组成有二元、三元和多元，如氧化铜基复合氧化剂Cuo·Cr2O3，其中CuO的含量为80-97%，Cr2O3的含量为3-20%(均为重量百分比。以下同);CuO·MnO2，其中CuO的含量为70-90%，MnO2的含量为10-30%;CuO·Co2O3，其中CuO的含量为80-90%，Co2O3的含量为10-20%;CuO·NiO，其中CuO的含量为70-90%，NiO的含量为10-30%;氧化银基复合氧化物Ag2O·NiO，其中Ag2O的含量为10-30%，NiO的含量为70-90%;Ag2O·Co2O3，其中Ag2O的含量为20-30%，Co2O3的含量为70-80%;Ag2O·Cr2O3，其中Ag2O为20-30%，Cr2O3为70-80%;Ag2O·MnO2，其中Ag2O为40-60%，MnO2为40-60%;氧化钴基三元复合氧化剂Co2O3·MnO2·Ag2O，其中Co2O3为60-80%，MnO2为10-35%，Ag2O为10-5%;Co2O3·NiO·Ag2O，其中Co2O3为60-80%，NiO为10-35%，Ag2O为10-5%;Co2O3·MnO2·CuO，其中Co2O3为15-7%，MnO2为15-8%，CuO为70-85%;Co2O3·NiO·CuO，其中Co2O3为15-7%，NiO为15-8%，CuO为70-85%;氧化银基多元氧化剂Ag2O·MnO2·CuO·Co2O3，其中Ag2O为5%，MnO2为30-50%，CuO为50-30%，Co2O3为15%;Ag2O·MnO2·CuO·NiO，其中Ag2O为5%，MnO2为30-50%，CuO为50-30%，NiO为15%，等等。这种复合氧化剂中还可加少量Al2O3和BaCo3，有助于复合氧化剂粘结成型和形成稳定多孔结构。这种放置于热管中的复合氧化剂可制成块状、粒块、线状、粉状等形状或某种利于固定的特定形状，并最好采用多孔结构(粉状物除外)，该复合氧化剂盛放在用性质稳定并具有足够强度的材料所做成的透气容器中(如致密的铜丝或钢丝网袋内)或者把复合氧化剂本身制成一种成型的块状物，将其固定置于热管冷凝段的顶端。在复合氧化剂中，不同氧化剂原子之间的相互作用，提高了化学活性，因此在低于160℃的工作温度下就能与氢起氧化还原反应生成水，从而在较低工作温度下就能有效除去热管中的氢，而使该热管一直保持良好的传热性能，延长其工作寿命，扩大了热管的使用范围。附图为本专利技术的一种结构图(剖面图)，图中(1)为保护帽、(2)为顶端堵头、(3)为复合氧化剂、(4)为翅片、(5)为管壳、(6)为隔环、(7)为工质、(8)为底端堵头。下面通过实施例详细说明(实施例中所用百分比均为重量百分比)。实施例一碳钢-水重力热管，长2米，管壳(5)用φ25mm×2.5mm的20号锅炉无缝钢管外面焊以高12.5毫米，厚1毫米的螺旋翅片(4)，热管内表面经钝化处理，工质(7)采用蒸馏水，其中加有重铬酸盐等成份作为缓蚀剂，复合氧化剂(3)采用块状的氧化铜基复合氧化剂CuO·Cr2O330克，其中CuO含量为90%，Cr2O3含量为10%，复合氧化剂放入一钢制多孔容器内固定于热管冷凝段的顶端。该热管当工作温度低至110℃时仍能有效地消除热管中产生的氢气，使热管保持良好性能。实施例二除复合氧化剂(3)改为采用成型块状的氧化钴基三元复合氧化剂Co2O3·MnO2·Ag2O 30克，其中Co2O3含量为60%，MnO2含量为35%，Ag2O含量为5%以外，其余与实施例一相同，该热管在工作温度低于160℃时仍能有效地消除热管中产生的氢气，使热管保持良好性能。实施例三除复合氧化剂(3)改为采用成型块状的氧化银基多元氧化剂AgO·MnO2·CuO·Co2O330克，其中Ag2O含量为5%，MnO2含量为50%，CuO含量为30%，Co2O3含量为15%以外，其余与实施例一相同，该热管在工作温度低于160℃时仍能有效地消除热管中产生的氢气，使热管保持良好性能。权利要求1.一种管壳材料为钢或不锈钢，工质为水的热管(包括重力式，带吸液芯式，离心式)，其特征在于热管内装有由元素周期表中的Ⅰ类付族元素的氧化物和非金属过渡元素的氧化物所组成二元、三元及多元的复合氧化剂。2.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为CuO·Cr2O3，其中CuO的含量为80-97%，Cr2O3的含量为3-20%(均为重量百分比，以下同)。3.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为CuO·MnO2，其中CuO的含量为70-90%，MnO2的含量为10-30%。4.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为CuO·Co2O3，其中CuO的含量为80-90%，Co2O3含量为10-20%。5.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为CuO·NiO，其中CuO的含量为70-90%，NiO的含量为10-30%。6.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为Ag2O·NiO，其中Ag2O的含量为10-30%，NiO的含量为70-90%。7.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为Ag2O·Co2O3，其中Ag2O含量为20-30%，Co2O3的含量为70-80%。8.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复合氧化剂为Ag2O·Cr2O3，其中Ag2O的含量为20-30%，Cr2O3的含量为70-80%。9.根据权利要求1所述的热管，其特征在于复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管壳材料为钢或不锈钢，工质为水的热管（包括重力式，带吸液芯式，离心式），其特征在于热管内装有由元素周期表中的Ｉ类付族元素的氧化物和非金属过渡元素的氧化物所组成二元、三元及多元的复合氧化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恩鉴，杨宝山，陈丽英，林兆榕，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]