Теплоносій-антифриз “бішофриз”

1 Теплоносій-антифриз на основі водного розчину бішофггу, що включає біхромат лужного металу та гідроксид лужного металу, який відрізняється тим, що він додатково містить ацетат лужного металу, триполіфосфат при такому співвідношенні компонентів, мас % бішофіт 65,0-75,0 біхромат лужного металу 0,40-0,60 гідроксид лужного металу 0,20-0,30 ацетат лужного металу 0,80-1,00 триполіфосфат 0,08-0,10 вода решта Винахід належить до теплохімічної галузі, а саме рідких теплоносив-антифризів для теплопередачі, теплообміну або зберігання тепла у системах і пристроях теплотехніки, теплоенергетики та холодильної техніки, і може бути застосований у машинобудуванні, ХІМІЧНІЙ, нафтохімічній та інших галузях сучасної техніки, яка використовує рідкі теплоносії і холодоагенти ВІДОМІ розсільні теплоносії та холодоносії, які включають водні розчини хлоридів кальцію, натрію, магнію та їх суміші (Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости Справочное руководство/Под ред А М Сухотина - Л Химия, 1979 - С 219 - 234, Коррозионная стойкость оборудования химических производств Коррозия под действием теплоносителей, хладагентов и рабочих тел Справ, изд /Под ред А М Сухотина, В М Беренблит -Л Химия, 1988 -С 300-331) Окрім доступності та економічності вказані розсоли мають ще ряд переваг у порівнянні з іншими теплоносіями та холодоносіями вони не горять, не токсичні, вибухобезпечні, нелеткі ся для системи охолодження двигунів внутрішнього згорання і як теплоносії у теплообмінних апаратах, основою яких є етиленгліколь та які включають гідроксид лужного металу, воду (Патенти RU 2050396 С1, 2050397 С1, МПК 6 С09К 5/00, 1995, Патент RU 2117024 С1, МПК 6 С09К 5/00, 1998) Також до складу вказаних антифризів входять інпбггори корозії кольорових металів, гасники піни, буферні добавки, які, забезпечуючи підвищення антикорозійних властивостей, залишають антифризи токсичними і не запобігають відкладенню солей та утворенню накипу при підвищенні робочих температур Відомий , також, рідкий проміжний холодоносій для холодильних систем на основі водного розчину хлористого магнію із сольовими добавками, у якому як водний розчин хлористого магнію із сольовими добавками застосовано розчин бішофггу з водою (Ac SU 1594197 А1, МПК 5 С 09 К 5/00, 1990) Вказаний холодоносій із зростанням робочих температур має, відносно металів, великі корозійну активність і відкладення солей Найбільш близьким до запропонованого винаходу є рідкий теплоносій-антифриз на основі водного розчину природного бішофггу, що включає біхромат лужного металу та гідроксид лужного металу (Патент RU 2116326 С1, МПК6 С09К 5/00, 1998) Сильне підлуговування вказаного теплоносіяантифризу при контакті з чорними металами спричиняє підвищення швидкості корозії елементів охолоджувальної системи, які виготовлені із сплавів, що містять алюміній ВІДМИТІ продукти корозії та накипу призводять до локального часткового закупорювання системи, відкладення солей, що в свою чергу призводить до перегріву теплоносія та розпа Проте, їх основним недоліком є значна корозія обладнання, яке знаходиться у контакті із розчином До того ж, ймовірність відкладання солей та утворення накипу підвищується з підвищенням температури розсолів Тому для зниження корозії у розсільних системах застосовують інпбгтори, які включають хромати, фосфати, поліфосфати Окрім того, необхідно підтримувати у заданих межах лужність розчину (рН), концентрацію інгібіторів корозії, своєчасно видаляти продукти корозії, захищати обладнання від наскрізних корозійних уражень ВІДОМІ, також, антифризи, що використовують (О со Ю 44536 ду біхромату лужного металу з виділенням хрому та то-лимонним розкладом карбаміду з виділенням аміаку Через Решту розчинів готують аналогічно утворені корозією свищі або через порушення герВтабл 1 наведено склади теплоносія-антифриметичності під час вилучення продуктів накипу із зу "Бішофриз" по заявленому винаходу з позамежвнутрішньої поверхні теплообмінної системи відбуними значеннями компонентів, що входять до склавається витікання теплоносія-антифризу у довкілля, ДУ що створює екологічні проблеми, які зв'язані із токТаблицяі сичністю хрому та аміаку Назва компо- Вміст компонентів, мас % В основу винаходу поставлено задачу створеннентів ня теплоносія-антифризу, який шляхом використанбішофіт 55,0 60,0 70,0 75,0 80,0 ня інших компонентів забезпечив би зменшення кобіхромат луж- 0,35 0,60 0,50 0,40 0,60 розійного впливу на метали, що призвело б до зниного металу ження корозійної активності розчину, стабілізації гідроксид луж- 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 значення рН розчину, запобігання відкладення соного металу лей, утворення накипу та витікання теплоносія-анацетат лужно- 0,75 0,80 0,80 1,00 1,05 тифризу у довкілля го металу Поставлена задача вирішується тим, що у тептриполіфосфат 0,07 0,08 0,08 0,10 0,15 лоносій-антифриз на основі водного розчину бішорешта фггу, що включає біхромат лужного металу та гідроксид лужного металу, згідно з винаходом додатково Верхня границя густини розчину "Бішофризу" вводять ацетат лужного металу, триполіфосфат, 1185кг/мЗ із вмістом бішофггу 70мас % зумовлена при такому співвідношенні компонентів, мас % підвищенням температури початку кристалізації собішофіт 65,0-75,0 лей бішофггу, його густини, в'язкості та підвищенбіхромат лужного металу 0,40-0,60 ням корозійної активності Нижня границя густини гідроксид лужного металу 0,20-0,30 1150кг/м із вмістом бішофггу 65,0мас% зумовлена ацетат лужного металу 0,80-1,00 підвищенням температури замерзання, зменшентриполіфосфат 0,08-0,10 ням температури кипіння і погіршенням антикоровода решта зійних властивостей Крім того, порушується стабіВведення у теплоносій-анти фриз ацетату лужлізація значення рН розчину ного металу та триполіфосфату як інгібіторів корозії У табл 2 наведено компонентний склад теплота відкладення солей у сукупності з рештою компоносія-антифризу "Бішофриз" по заявленому винахонентів забезпечує зменшення корозійного впливу ду та теплоносія-антифризу - прототипу на метали, що в свою чергу знижує корозійну активТаблиця 2 ність та стабілізує значення рН розчину, запобігає Компоненти "Бішофриз" Прототип відкладенню солей, утворенню накипу та витіканню бішофіт 65,0 - 75,0 35,0 - 45,0 теплоносія-антифризу у довкілля біхромат лужного 0,40 - 0,60 0,5-0,7 Введені компоненти утворюють оксидні та адметалу сорбційні плівки на поверхні металів, які запобігагідроксид лужного 0,20 - 0,30 0,2-0,3 ють доступу корозійно-активних компонентів сереметалу довища (СІ, Ог, ОН та інш) до поверхні металів карбомід 0,5-1,5 (вуглецевих сталей, чавуна, а також сплавів, що міацетат лужного 0,80-1,00 стять алюміній) і перехід ІОНІВ металів у корозійне металу середовище, регулюють та стабілізують рН розчину триполіфосфат 0,08-0,1 "Бішофризу" в інтервалі 7,0 - 7,5, підтримуючи коровода решта решта зійну активність середовища у заданих параметрах, запобігають відкладенню солей при високій температурі розчину, зв'язуючи іони Мд та К, підвищують У табл 3 наведені технічні показники теплогустину адсорбційних захисних плівок на поверхні носія-антифризу "Бішофриз" металу і "заліковують" свищі та тріщини в охолоТаблиця З джувальних системах, запобігаючи витіканню розТехнічні показники Прототип "Бішофриз" чину у довкілля Колір розчину жовтожовтозелений лимонний Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання Густина, кг/м'5 11501150-1185 11200 Заявлений теплоносій-антифриз "Бішофриз" одержують простим змішуванням усіх компонентів у Температура мінус ЗО звичайних умовах замерзання, °С Розчин готують наступним чином Температура КІПІННЯ, °С плюс 105 При перемішуванні розчиняють 0,25мас % гідВодневий показник рН 7,5-8,5 7,0-7,5 роксиду лужного металу і 0,50мас % біхромату лужРобочий температурний мінус ЗО мінус ЗО ного металу у 28мас % води з рН 6,5 - 7,0 і після подіапозон °С плюс 120 плюс 105 вного їх розчинення послідовно додають 0,80мас % Карозійний вплив на ме0,02-0,04 ацетату лужного металу, 0,08мас % триполіфосфатали (сталь, чавун, алюту і 70,0мас % бішофггу при постійному перемішуміній, мідь), Г/М2 доб ванні до повного розчинення всіх компонентів у реКоефіцієнт теплопро0,54 шті води і отримання розчину, який має рН 7,0 та гуводності, Вт/м К стину 1185кг/мЗ, при цьому колір розчину стає жов 44536 обладнання від накипу та продуктів корозії, має високу об'ємну теплоємкість та коефіцієнт Питома теплоємність теплопередачі на 25 - 30% вищий, ніж у прісної Дж/кгК води, завдяки чому ефективність і загальний ККД Набухання резини, %, 2 збільшується також на 25 - 30% Під час не більше експлуатації термічний опір і перепад тиску залишаються постійними Все вище вказане різко Корозійна активність розчину по відношенню знижує ремонтні та експлуатаційні витрати Розчин до низьковуглецевих сталей, чавуну, алюмінію, не токсичний, пожежовибухобезпечний, дешевий, МІДІ, припоїв визначалася в лабораторних умовах, забезпечує максимальну безпеку при експлуатації, які моделювали роботу реальних теплообмінних стабільно працює в теплообмінних і нагрівальних систем Корозійний вплив на метали визначався пристроях при мінімальній корозійній активності по згідно ГОСТ 28084-89 [СТ СЭВ 2130-80] Жидкости відношенню до низьковуглецевих сталей, сірого охлаждающие низкозамерзающие чавуну, МІДІ, алюмінію, припоїв Розроблений теплоносій-антифриз "Бішофриз" крім низької корозійної активності має гарні властивості відмивання поверхонь теплообмінного Продовження таблиці З 3 25 ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90