[发明专利]减少热交换器中的结垢

权利要求书

1.一种用于减少石油基液体流经的热交换器中管壁上沉积物形成的方法，其包括：

对流经热交换器管的液体施加流体压力脉动和对热交换器施加振动中的一种，以实现与壁的管状热交换表面相邻的粘滞边界层的减少，从而减少结垢的发生和促进管到管内液体的传热，其中与液体接触的壁具有表面能不超过50mJ/m²的耐粘附结垢的涂层。

2.如权利要求1所述的方法，其中对所述热交换器施加机械振动。

3.如权利要求1所述的方法，其中对流经所述管的液体施加流体脉动。

4.如权利要求3所述的方法，其中流体压力脉动以0.1Hz至20kHz范围内的频率施加。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中通过热交换管中增加的流速测量的脉动振幅在大约10^-6×正常热交换器流速至大约正常热交换器流速的范围内。

6.如权利要求5所述的方法，其中脉动以0.1至10kHz范围内的频率施加，并且通过热交换管中增加的流速测量的脉动振幅在大约10^-2×正常热交换器流速至大约正常热交换器流速的范围内。

7.如权利要求5所述的方法，其中脉动以10至20kHz范围内的频率施加，并且通过热交换管中增加的流速测量的脉动振幅在大约10^-6×正常热交换器流速至大约0.1×正常热交换器流速的范围内。

8.如上述任一项权利要求所述的方法，其中管壁上的耐粘附结垢涂层包含：

厚度为1至10分子层的有机金属分子层，其中该层在高达450℃的温度下不会经受实质分解，并且该层具有低于50毫焦耳/m²的表面能。

9.如权利要求8所述的方法，其中有机金属分子层沉积在80％至100％的内壁表面上。

10.如权利要求8所述的方法，其中有机金属化合物中的金属是硅。

11.如权利要求8所述的方法，其中有机金属化合物中的有机部分是具有1至30个碳原子的烃基。

12.如权利要求11所述的方法，其中烃基是脂族或芳族基团，并且被至少一个官能团取代。

13.如权利要求8所述的方法，其中有机金属化合物是烷氧基硅烷、硅烷、silazone或苯基硅氧烷。

14.如权利要求13所述的方法，其中有机金属化合物是六甲基二硅醚。

15.如权利要求8所述的方法，其中涂层的表面能为18至50mJ/m²。

16.如权利要求8所述的方法，其中涂层具有水接触角为95°至160°的表面。

17.如权利要求16所述的方法，其中水接触角为110°至150°。

18.如权利要求16所述的方法，其中水接触角为130°至160°。

19.一种实现石油基液体和热交换介质之间热交换的热交换器，其包括：

具有内部空间的罩体；

多个具有中空内部通道的热交换管，所述通道用于石油基液体和热交换介质之一通过，其中每根管具有内表面和外表面；

在内表面和外表面的至少之一上的耐粘附结垢的涂层，其中涂层具有不超过50mJ/m²的表面能；和

流体压力脉动产生装置和振动产生装置之一，

其中流体压力脉动产生装置对石油基液体施加流体压力脉动，以实现内表面和外表面之一上的粘滞边界层的减少，

其中振动产生装置对罩体和所述多个管施加机械振动，以实现内表面和外表面之一上的粘滞边界层的减少。

20.如权利要求25所述的热交换器，其中热交换器包括流体压力脉动产生装置，其中产生流体压力脉动的装置产生0.1Hz至20kHz范围内的频率。

21.如权利要求19或20所述的热交换器，其中耐粘附结垢的涂层包含：

厚度为1至10分子层的有机金属分子层，其中该层在高达450℃的温度下不会经受实质分解，并且该层具有低于50毫焦耳/m²的表面能。