[发明专利]一种环境友好型高沸点能量交换介质及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环境友好型高沸点能量交换介质及其制备方法，能量交换介质由乙二醇(可选)、多元醇A、有机羧酸类物质、唑类化合物、钼酸钠、氨基酸盐、吡嗪/哌嗪类化合物、染料和消泡剂组成。制备方法为，首先制备复合有机酸，然后称量乙二醇加入到反应釜中，开动搅拌，依次向反应釜中添加如下定量物质：多元醇A、有机羧酸类物质、唑类化合物、钼酸钠、吡嗪/哌嗪类化合物、氨基酸盐，搅拌，再加入氢氧化钠调节pH，加入染料和消泡剂硅油，搅拌，过滤，灌装。本发明制备的能量交换介质完全符合清洁能源和环境友好的发展方向，可得到集高沸点、环保、无毒、安全、长效、防腐、缓蚀、防冻、热交换率高等优异性能为一体的换能液。

技术领域

本发明涉及一种环境友好型高沸点能量交换介质及其制备方法，属于换能液技术领域。

背景技术

随着我国“绿水青山就是金山银山”环保理念的深入人心，为推进我国“资源节约型、环境友好型”社会建设，树立和落实科学发展观，我国正如火如荼进行着能源革命和能源替代，诸如太阳能、空气源热泵、电锅炉、地热等新能源的应用有着广阔的天地，在采暖、供热、热水工程等领域发挥着重要作用，也是我国保卫蓝天、环境保护和节能减排的重要方式和举措。作为各种系统运行中的“血液”----能量交换介质是影响系统安全、能量交换、正常循环运行的关键因素，随着新能源的不断实践和大力推广，因集热系统空晒、地域海拔、气压高低和日照条件等各种因素的影响，系统对能量交换介质的特定技术要求应运而生，总起来说有以下几个方面：第一，防冻问题，我国幅员辽阔，除了南方少数几个省份外大部分区域在设计系统时都要考虑系统防冻的问题，除了做好设备和管道的保温外，能量交换介质应该具备防冻功能，冰点设计参数应该参照工程所在区域的冬季低温历史极值，冰点比此温度再低5℃为宜。第二，介质沸点问题，目前大部分介质是以水基础加入抗冻剂(主要是乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种以上的混合物)和缓蚀剂而得到产品，可根据系统技术参数要求配制不同冰点的介质，由于水的加入介质的沸点介于水与抗冻剂的沸点之间；在实际应用过程中，若集热系统空晒导致介质过热沸腾挥发而损失、高原地区由于气压低光照好也容易造成介质“开锅”挥发而损失、系统末端用户少也容易造成介质过热沸腾挥发而损失，这就需要开发不易沸腾挥发的高沸点介质。第三，金属缓蚀问题，无论哪种形式的新能源应用，系统中的设备、管道及末端都存在多种金属材料(如紫铜、黄铜、不锈钢、碳钢、铸铁、铝合金等)与能量交换介质接触，这就要求必须把各种金属材料的缓蚀工作做好，因目前缺乏统一的技术标准，市场上专业开发和生产此类能量交换介质的企业寥寥无几，大多数此类新能源应用系统的缓蚀参照汽车冷却系统的技术要求，但新能源应用系统与汽车冷却系统中存在的金属材料不同和系统特点不同，须研发新能源行业专用能量交换介质。第四，环境友好型问题，在解决金属缓蚀时需要向能量交换介质中加入各种助剂，但目前通常的配方中加入了容易使水环境富氧化的磷酸盐、对环境有危害的硼酸盐、硅酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐，特别是铬酸盐和亚硝酸盐为高毒物质，更容易危害各种生物甚至是人类健康，因此，开发环保、安全、易降解和无毒的环境友好型配方的能量交换介质亦是当务之急。第五，介质适用性和性价比问题，根据前述对介质高沸点的要求，导热油也是一种选择，但矿物性导热油存在低温耐冻性有限、粘度大、易裂解形成残碳等缺点而不适用于新能源行业，而冰点低且沸点高的诸如硅油型、烷基苯型、烷基萘型、联苯醚型等合成型导热油存在价格高、对环境不友好等缺点限制了应用和推广。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种环境友好型高沸点能量交换介质及其制备方法，本发明的能量交换介质是由有机多元醇、有机羧酸、有机杂环化合物和钼酸盐等组成的混合物，不含对环境、人类和生物有危害的无机盐类，亦不含有硅酸盐及其稳定剂，为符合绿色、环保技术发展理念的环境友好型有机组分配方。本发明的技术方案如下：

一种环境友好型高沸点能量交换介质，由以下组分按重量份数组成：

所述多元醇A选自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种。