[发明专利]一种热管式快速熔硫槽及其专用热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种热管式快速熔硫槽及其专用热管。

背景技术

目前的熔硫装置主要传热元件为蛇管，主要由蛇管和搅拌器构成。其入口处设计蒸汽温度为169℃，而158℃～169℃之间的液硫粘度急剧变大，粘度由0.006745Pas陡升为16.9670Pas，传热系数较小；蛇管内传热因饱和蒸汽的流动和冷凝造成阻力降很大，整个蛇管换热的管壁温差梯度较大，接近蛇管出口一段的换热器与容器内液硫温度140℃的温差又很小，传热速率就很小；真正传热较好的只有中间的一小部分管段，导致总传热系数较小。进入蛇管换热器的热量大，但有效的传输热量不够大。另一方面，蛇管换热器中的管较长，焊接点较多，其寿命取决于每一个焊接点和蛇管的质量，以及每年停车检修难度大，一般的设计寿命是8年，实际1年左右就由于机械损伤穿孔漏气而失效，使用寿命短。

液体硫磺的粘度随温度变化有一独特的性质：硫磺从固体熔化成液态后，温度再升高，从115.206℃升到155℃，它的粘度由0.01260Pas降到0.00650Pas。但从155℃再往上升，它的粘度不降低，反而缓慢上升；到158℃时粘度为0.006745Pas，从158℃以后再升温，液硫的粘度突然陡升，到160℃时为2.6680Pas，到165℃时为16.9670Pas，165℃粘度是158℃粘度的2515倍。粘度的第一个拐点最低位155℃。如图4和图5。

因此，有必要研发一种能够传输出大量热量、且传热强度高的热管来替代蛇管用于快速熔硫。

发明内容

本发明的目的是提供一种热管式快速熔硫槽及其专用热管。

本发明提供的一种热管，包括热管壳体和分别设在该热管壳体的两端的有孔封头和无孔封头；所述热管的材质为碳钢；所述热管内工质为三次蒸馏水；所述热管内的压力为6620Pa～7778Pa。

上述的热管中，所述三次蒸馏水的量可为所述热管容积的20％-30％。

上述的热管中，所述热管的材质和其使用工质的选择是根据液硫在115℃～158℃之间粘度随温度变化的特性而得出的；所述热管的材质和其使用工质的相容性保证所述热管的寿命至少为15年。

所述热管的质量同时满足如下要求：(1)所述热管外壁无损伤和缺陷，所述有孔封头和无孔封头质量良好；(2)启动点检测：将所述热管1/3高度位置在温度≤60℃的恒温水槽中，用红外线测温仪密切注意上端温度，有一突变温度点，此温度在38℃～42℃即为合格热管；(3)等温性检测：用红外线测温仪在距上端100mm处和距此点向下1000mm处，两点间距1m温度小于1℃即为合格。

本发明提供了上述热管的制作方法，包括如下步骤：

(1)在车床上切碳钢管并车制焊接坡口；

(2)用圆钢在车床上加工封头，有孔封头和无孔封头数量各半；

(3)用表压为2kgf/cm²的蒸汽清洗管内油污及杂质2min；

(4)焊接封头；

(5)灌注三次蒸馏水，所述三次蒸馏水的灌注量为所述热管的容积的20％-30％；

(6)用加热排气置换法将所述热管内的压力控制为6620Pa～7778Pa即可。

上述的制作方法中，所述加热排气置换法包括如下步骤：将灌注所述三次蒸馏水的所述热管置于水槽中，所述热管置于所述水槽中的水中的长度为所述热管的灌注三次蒸馏水的长度；然后从所述有孔封头向所述热管中灌注三次蒸馏水，其灌注量为所述热管中三次蒸馏水的高度的5％-10％；再用两支1#气焊喷枪烤所述热管置于所述水槽中的水上的部分，待热管紫红、约700℃时，从封头的小空中有蒸汽排出，加热5min后，待小孔中蒸汽渐小时，用电焊点焊，将封头焊死即得所述热管。