[發明專利]一種環境友好型高沸點能量交換介質及其制備方法

有效

• 申請號: 201911193632.3
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110776878B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 田勝軍;辛公明;趙斌;李剛;李富剛;劉占宇
• 申請（專利權）人: 濟南鼎隆化工科技有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10;C09K5/20;C23F11/12
• 代理公司: 濟南格源知識產權代理有限公司 37306
• 代理人: 韓洪淼

本發明涉及一種環境友好型高沸點能量交換介質及其制備方法，能量交換介質由乙二醇(可選)、多元醇A、有機羧酸類物質、唑類化合物、鉬酸鈉、氨基酸鹽、吡嗪/哌嗪類化合物、染料和消泡劑組成。制備方法為，首先制備復合有機酸，然后稱量乙二醇加入到反應釜中，開動攪拌，依次向反應釜中添加如下定量物質：多元醇A、有機羧酸類物質、唑類化合物、鉬酸鈉、吡嗪/哌嗪類化合物、氨基酸鹽，攪拌，再加入氫氧化鈉調節pH，加入染料和消泡劑硅油，攪拌，過濾，灌裝。本發明制備的能量交換介質完全符合清潔能源和環境友好的發展方向，可得到集高沸點、環保、無毒、安全、長效、防腐、緩蝕、防凍、熱交換率高等優異性能為一體的換能液。

技術領域

本發明涉及一種環境友好型高沸點能量交換介質及其制備方法，屬于換能液技術領域。

背景技術

隨著我國“綠水青山就是金山銀山”環保理念的深入人心，為推進我國“資源節約型、環境友好型”社會建設，樹立和落實科學發展觀，我國正如火如荼進行著能源革命和能源替代，諸如太陽能、空氣源熱泵、電鍋爐、地熱等新能源的應用有著廣闊的天地，在采暖、供熱、熱水工程等領域發揮著重要作用，也是我國保衛藍天、環境保護和節能減排的重要方式和舉措。作為各種系統運行中的“血液”----能量交換介質是影響系統安全、能量交換、正常循環運行的關鍵因素，隨著新能源的不斷實踐和大力推廣，因集熱系統空曬、地域海拔、氣壓高低和日照條件等各種因素的影響，系統對能量交換介質的特定技術要求應運而生，總起來說有以下幾個方面：第一，防凍問題，我國幅員遼闊，除了南方少數幾個省份外大部分區域在設計系統時都要考慮系統防凍的問題，除了做好設備和管道的保溫外，能量交換介質應該具備防凍功能，冰點設計參數應該參照工程所在區域的冬季低溫歷史極值，冰點比此溫度再低5℃為宜。第二，介質沸點問題，目前大部分介質是以水基礎加入抗凍劑(主要是乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一種或兩種以上的混合物)和緩蝕劑而得到產品，可根據系統技術參數要求配制不同冰點的介質，由于水的加入介質的沸點介于水與抗凍劑的沸點之間；在實際應用過程中，若集熱系統空曬導致介質過熱沸騰揮發而損失、高原地區由于氣壓低光照好也容易造成介質“開鍋”揮發而損失、系統末端用戶少也容易造成介質過熱沸騰揮發而損失，這就需要開發不易沸騰揮發的高沸點介質。第三，金屬緩蝕問題，無論哪種形式的新能源應用，系統中的設備、管道及末端都存在多種金屬材料(如紫銅、黃銅、不銹鋼、碳鋼、鑄鐵、鋁合金等)與能量交換介質接觸，這就要求必須把各種金屬材料的緩蝕工作做好，因目前缺乏統一的技術標準，市場上專業開發和生產此類能量交換介質的企業寥寥無幾，大多數此類新能源應用系統的緩蝕參照汽車冷卻系統的技術要求，但新能源應用系統與汽車冷卻系統中存在的金屬材料不同和系統特點不同，須研發新能源行業專用能量交換介質。第四，環境友好型問題，在解決金屬緩蝕時需要向能量交換介質中加入各種助劑，但目前通常的配方中加入了容易使水環境富氧化的磷酸鹽、對環境有危害的硼酸鹽、硅酸鹽、鉻酸鹽和亞硝酸鹽，特別是鉻酸鹽和亞硝酸鹽為高毒物質，更容易危害各種生物甚至是人類健康，因此，開發環保、安全、易降解和無毒的環境友好型配方的能量交換介質亦是當務之急。第五，介質適用性和性價比問題，根據前述對介質高沸點的要求，導熱油也是一種選擇，但礦物性導熱油存在低溫耐凍性有限、粘度大、易裂解形成殘碳等缺點而不適用于新能源行業，而冰點低且沸點高的諸如硅油型、烷基苯型、烷基萘型、聯苯醚型等合成型導熱油存在價格高、對環境不友好等缺點限制了應用和推廣。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種環境友好型高沸點能量交換介質及其制備方法，本發明的能量交換介質是由有機多元醇、有機羧酸、有機雜環化合物和鉬酸鹽等組成的混合物，不含對環境、人類和生物有危害的無機鹽類，亦不含有硅酸鹽及其穩定劑，為符合綠色、環保技術發展理念的環境友好型有機組分配方。本發明的技術方案如下：

一種環境友好型高沸點能量交換介質，由以下組分按重量份數組成：

所述多元醇A選自1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇1,3-丁二醇和丙三醇中的至少一種。