[發(fā)明專利]一種熱管式快速熔硫槽及其專用熱管

有效

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• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102285646A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 田文峰;王維民;孫立田;徐志強;姜振勝;劉三強;胡高峰
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油化學股份有限公司;湖北大峪口化工有限責任公司
• 主分類號: C01B17/02
• 分類號: C01B17/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發(fā)明涉及一種熱管式快速熔硫槽及其專用熱管。

背景技術

目前的熔硫裝置主要傳熱元件為蛇管，主要由蛇管和攪拌器構成。其入口處設計蒸汽溫度為169℃，而158℃～169℃之間的液硫粘度急劇變大，粘度由0.006745Pas陡升為16.9670Pas，傳熱系數(shù)較小；蛇管內傳熱因飽和蒸汽的流動和冷凝造成阻力降很大，整個蛇管換熱的管壁溫差梯度較大，接近蛇管出口一段的換熱器與容器內液硫溫度140℃的溫差又很小，傳熱速率就很小；真正傳熱較好的只有中間的一小部分管段，導致總傳熱系數(shù)較小。進入蛇管換熱器的熱量大，但有效的傳輸熱量不夠大。另一方面，蛇管換熱器中的管較長，焊接點較多，其壽命取決于每一個焊接點和蛇管的質量，以及每年停車檢修難度大，一般的設計壽命是8年，實際1年左右就由于機械損傷穿孔漏氣而失效，使用壽命短。

液體硫磺的粘度隨溫度變化有一獨特的性質：硫磺從固體熔化成液態(tài)后，溫度再升高，從115.206℃升到155℃，它的粘度由0.01260Pas降到0.00650Pas。但從155℃再往上升，它的粘度不降低，反而緩慢上升；到158℃時粘度為0.006745Pas，從158℃以后再升溫，液硫的粘度突然陡升，到160℃時為2.6680Pas，到165℃時為16.9670Pas，165℃粘度是158℃粘度的2515倍。粘度的第一個拐點最低位155℃。如圖4和圖5。

因此，有必要研發(fā)一種能夠傳輸出大量熱量、且傳熱強度高的熱管來替代蛇管用于快速熔硫。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種熱管式快速熔硫槽及其專用熱管。

本發(fā)明提供的一種熱管，包括熱管殼體和分別設在該熱管殼體的兩端的有孔封頭和無孔封頭；所述熱管的材質為碳鋼；所述熱管內工質為三次蒸餾水；所述熱管內的壓力為6620Pa～7778Pa。

上述的熱管中，所述三次蒸餾水的量可為所述熱管容積的20％-30％。

上述的熱管中，所述熱管的材質和其使用工質的選擇是根據(jù)液硫在115℃～158℃之間粘度隨溫度變化的特性而得出的；所述熱管的材質和其使用工質的相容性保證所述熱管的壽命至少為15年。

所述熱管的質量同時滿足如下要求：(1)所述熱管外壁無損傷和缺陷，所述有孔封頭和無孔封頭質量良好；(2)啟動點檢測：將所述熱管1/3高度位置在溫度≤60℃的恒溫水槽中，用紅外線測溫儀密切注意上端溫度，有一突變溫度點，此溫度在38℃～42℃即為合格熱管；(3)等溫性檢測：用紅外線測溫儀在距上端100mm處和距此點向下1000mm處，兩點間距1m溫度小于1℃即為合格。

本發(fā)明提供了上述熱管的制作方法，包括如下步驟：

(1)在車床上切碳鋼管并車制焊接坡口；

(2)用圓鋼在車床上加工封頭，有孔封頭和無孔封頭數(shù)量各半；

(3)用表壓為2kgf/cm²的蒸汽清洗管內油污及雜質2min；

(4)焊接封頭；

(5)灌注三次蒸餾水，所述三次蒸餾水的灌注量為所述熱管的容積的20％-30％；

(6)用加熱排氣置換法將所述熱管內的壓力控制為6620Pa～7778Pa即可。

上述的制作方法中，所述加熱排氣置換法包括如下步驟：將灌注所述三次蒸餾水的所述熱管置于水槽中，所述熱管置于所述水槽中的水中的長度為所述熱管的灌注三次蒸餾水的長度；然后從所述有孔封頭向所述熱管中灌注三次蒸餾水，其灌注量為所述熱管中三次蒸餾水的高度的5％-10％；再用兩支1#氣焊噴槍烤所述熱管置于所述水槽中的水上的部分，待熱管紫紅、約700℃時，從封頭的小空中有蒸汽排出，加熱5min后，待小孔中蒸汽漸小時，用電焊點焊，將封頭焊死即得所述熱管。