侦测热交换程序中异常现象的方法技术

本发明专利技术提出一种侦测导热媒介与作用流体之间热交换程序异常的方法，包括于导热媒介的流动路径内的气态区域中侦测气体成份的步骤，其中，此气体成份通过导热媒介与与作用流体接触而产生。通过此方法可以迅速地在导热媒介与作用流体之间的热交换程序中侦测出作用流体外泄的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种侦测导热媒介(heating medium)与作用流体(process fluid)之间热交换程序异常的方法。在进行热交换的期间，有时作用流体会从管线(pipe)外泄(leak)到热交换机(heat exchanger)中的导热媒介中，进而导致管线腐蚀的问题。因此，很多侦测作用流体外泄(leakage)的方法相继被研发出来。举例来说，一种通过量测温度以侦测热能方法已经被提出，而所侦测的热能为外泄作用流体与导热媒介间反应所生成的热能。然而，此方法会有导热媒介外泄、作用流体外泄以及侦测到异常现象的时候爆炸等二次灾害的风险，由于作用流体外泄之后，需要相当长的时间温度才会上升至一定程度，以开始(trigger)异常现象的侦测。本专利技术提出一种侦测导热媒介与作用流体之间热交换程序异常的方法，包括于导热媒介的流动路径(flow path)内的气态区域(gasphase)中侦测气体成份(gaseous component)的步骤，其中，此气体成份通过导热媒介与作用流体接触而产生。通过此方法可以迅速地侦测出作用流体外泄的问题。举例来说，导热媒介例如为一含有亚硝酸钠(NaNO2)的熔融盐类，当作用流体外泄时，导热媒介与作用流体反应而产生氮氧化物气体(nitrogen oxide gas)及可燃性气体，故可以迅速地被侦测到。此外，氮氧化物气体例如包括NO气体、NO2气体、N2O等气体。可燃性气体例如包括硫化乙烷(dimethyl sulfide)、二硫化碳(carbon disulfide)、甲烷(methane)、硫化氢(hydrogen sulfide)等气体，其会随着所使用的作用流体的种类而改变。本专利技术导热媒介的流动路径只需有导热媒介流经即可，并无他特别的限制。流动路径例如包括一热交换机、一管线、一储槽(tank)一泵(pump)以及过滤器(filter)等所构成，也就是，流动路径由热交换机及其相关的设备所构成。本专利技术导热媒介的流动路径内的气态区域是一由上述设备所形成(构成)的气态的部份(gas part)，而其出口管线(vent line)也包括在气态的部份中。由后述的详细说明可知，本专利技术进一步的应用范围将变得更为明显。为让本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下 31氮气钢瓶 32氯化氢钢瓶33氯气钢瓶 34氧气钢瓶35、36、37流量计(flow meter)38、39、40、41阀 44自动调温器(thermostat)45纯水 46带状加热器47、49吸收瓶 48水50氢氧化钠水溶液 52样品提供管线53熔融盐类 54通风装置55玻璃管线 61自动调温器62样品容器 63热耦合器64提供管线 65收集管线66泰德勒样品袋(Tedler bag)67硫化氢钢瓶 68容器69阀 70流量计71热耦合器 72、73管线74容器75温度调节循环槽(thermostatic circulation bath)101、102、103、104氮气请参照附图说明图1，当作用流体外泄至热交换机1中的导热媒介端(heatmedium side)时，导热媒介与外泄的作用流体接触而产生的气体成份会通过管线3传送到导热媒介储槽4中，本专利技术侦测异常的方法可以通过位于导热媒介储槽4的气态区域7中的气体侦测器5侦测出至少一种气体成份。本专利技术的热交换机1并没有特别的限制，只要能够通过如管线(pipe)或是隔板(plate)等分隔物(partition)在作用流体与导热媒介之间进行热交换即可，举例来说，壳状及管状型态(shell and tube type)的热交换机、板状型态(plate type)的热交换机、螺旋型态(spiral type)的热交换机，以及阻隔型态(block type)的热交换机等属于分隔型态(partition type)热的交换机皆可使用。热交换机包括一单纯进行热交换的热交换器以及一通过反应(reaction)一并进行热交换的反应器(reactor)，其中反应器例如为一包装有催化剂的壳状及管状型态反应器。导热媒介除了可以使用熔融盐类以外，也可使用水等类似的物质。熔融盐类较佳是采用至少包含有重量百分比约20％至90％的亚硝酸钠，且熔点约在摄氏100度到200度之间的组成物(composition)。在使用包含有亚硝酸纳、硝酸纳以及硝酸钾的组成物作为熔融盐类时，组成物较佳包含重量百分比约20％至50％的亚硝酸钠、重量百分比约5％至15％的硝酸钠，以及重量百分比约45％至65％的硝酸钾。在使用包含有亚硝酸纳以及硝酸钾的组成物作为熔融盐类时，组成物较佳包含重量百分比约20％至90％的亚硝酸钠以及重量百分比约80％至10％的硝酸钾。其中，组成物(熔点为摄氏142度)的具体组成成份例如包括重量百分比约40％的亚硝酸钠、重量百分比约7％的硝酸钠，以及重量百分比约53％的硝酸钾。组成物(熔点为摄氏152度)具体的组成成份例如包括重量百分比约34％的亚硝酸钠、重量百分比约13％的硝酸钠，以及重量百分比约53％的硝酸钾。组成物(熔点为摄氏139度)具体的组成成份例如包括重量百分比约50％的亚硝酸钠以及重量百分比约50％的硝酸钾。此外，可于熔融盐类中加入水以降低其凝固点(solidifying point)同时促进其温度控制的能力。本专利技术的作用流体并没有特别的限制，只要当作用流体流经导热媒介的流动路径时，在导热媒介流动路径的气态区域7中能够侦测到由作用流体与导热媒介接触所产生的气体成份即可。当导热媒介为上述的熔融盐类时，作用流体包括(a)含有酸性物质如氯化氢(HCl)、氯气(Cl2)、硫酸(H2SO2)的作用流体，(b)含有硫化氢(H2S)气体的作用流体，以及(c)含有甲基硫磺乙醛(methyl mercaptane)气体的作用流体。当这些作用流体与熔融盐类接触时，在作用流体为(a)的情况下，会产生氮氧化物(nitrogen oxide)气体，在作用流体为(b)的情况下，会产生氮氧化物、二氧化碳等气体，而在作用流体为(c)的情况下，会产生氮氧化物、二硫化碳、甲烷、硫化氢等气体。于后，将详细讨论一实例如下，其中导热媒介为包含有亚硝酸钠的熔融盐类，而作用流体为含有氯化氢、氯气、氧气的作用流体(a)，其用于将氯化氢氧化以制造出氯气的过程中。将作用流体通过管线2导入热交换机(反应器)1，使其在热交换机1中与熔融盐类进行热交换，之后再通过管线10将作用流体送至后续的处理程序。熔融盐类在与作用流体进行热交换之后温度会升高，且会通过管线3被输送至导热媒介储槽4中。一特定量的导热媒介会被储存在导热媒介储槽4中以构成一液态区域6以及一气态区域7。液态区域6中的熔融盐类会通过泵8供应至冷却器9中以达到冷却的效果，之后再将冷却后的熔融盐类再次供应至热交换机1中。热交换机在进行上述的热交换过程中，若因为压力或是腐蚀而导致管线发生破裂或其它现象时，含有氯化氢、氯气的作用流体将会外泄至含有亚硝酸纳的熔融盐类的流动路径中，之后便会发生如下述化学式所描述的反应。(化学式1) +19.3KJ/mol(化学式2) +47.85KJ/mol(化学式3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侦测热交换程序中异常现象的方法，适于侦测一导热媒介与一作用流体之间热交换程序中的异常现象，其特征在于：该方法包括：于该导热媒介的一流动路径的一气态区域中侦测一气体成份，其中，该气体成份通过该导热媒介与该作用流体接触而产生。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森康彦，太田洁，宫田荣三郎，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]