[发明专利]用于从太阳能热设备回收分解的导热油的装置以及相关的回收方法

说明书

技术领域

本发明可用于在抛物面槽式集热器装置（parabolic trough collectorplant）中捕获太阳能的技术领域，特别用于再生所述装置中使用的导热油。

本发明的目的是用于为太阳能热设备再生降解的导热油的装置以及用于进行所述再生的方法。

背景技术

抛物面槽式集热器太阳能装置在直接蒸汽生成收集器中通常使用可以是热油和热水两者的传热液。在收集器使用油作为传热液的情况下，在收集器中加热热油，在通过热交换器后，所述热油可以产生随后在常规的兰金循环涡轮（Rankine cycle turbine）内膨胀的加压蒸气。

存在用作太阳能装置热油的多种化合物，各自具有特殊性质。特别地，这些油之一是由联苯和二苯醚的低共熔混合物组成（以名称Dowtherm A或Therminol VP1销售）。这种类型油的性质使其特别适于在高达400°C的温度范围内进行热传递。

流体的热稳定性由其组成决定。当油的温度达到太阳能热装置的工作值时（高达400°C的温度），流体结构的分子键断裂从而形成两大类降解产物：轻化合物和重化合物。

在上述油的特定情况中，它经历缓慢降解成为轻组分（低沸物）（基本上是苯和苯酚），以及重组分（高沸物）(基本上是邻三联苯、间三联苯、对三联苯和2-苯氧基联苯)。由于以下事实这些油降解产物的浓度不能超过某一限度，即具有较高蒸汽压力的轻组分增加了系统的压力并可能在泵内引起气穴现象，而由于除了其他事项之外，重组分降低了导热油的比热并增加其粘度，因而重组分限制了导热油的效率。

为了避免积累，必须定期从设备中清除所述重组分和轻组分，因为它们改变了导热油的性质。

已经通过实验证实了简单的快速蒸馏（单步蒸馏）紧接着部分冷凝在蒸馏器中产生的蒸汽流不能有效地再生导热油。大量重组分的分离必然与大量油损耗相关。因而，例如，消除70%重组分造成约30%的油损耗。

由于所述油的价格相当高，所提出的技术问题由以下构成：描述能够将油降解和油损耗降至最低以及提高再生性能的热油再生装置。

发明内容

通过根据本发明第一目的用于再生循环通过太阳能热装置的收集器的导热油的装置，以及根据本发明第二目的用于进行所述再生的方法，本发明解决了提出的问题。

再生装置包括：

-用于分离重组分的蒸馏塔（气提塔）；

-锅炉；

-用于分离轻组分的精馏塔；

-空气冷凝器；

-回流罐；

-第一泵和第二泵。

本发明的装置可另外包括空气冷却器。在这种情况下，所述空气冷却器是装置的第一元件。来自太阳能设备的高温的降解的油到达空气冷却器。优选地，空气冷却器入口的温度包括在295°C-310°C之间。空气冷却器出口的温度优选包括在95°C-110°C之间。在空气冷却器出口获得冷却的油。

相对于未使用预冷却的情况，在95°C-110°C之间，优选100°C的所述温度是足够低的以防止重组分被从蒸馏塔顶部流出的蒸汽带走，这显著地提高了再生性能。在将降解的油引入蒸馏塔之前将其冷却提高了所述蒸馏塔的性能。

在缺少空气冷却器的情况下，将降解的油直接引入蒸馏塔中。在具有空气冷却器的情况下，在所述空气冷却器的出口将冷却的油引入蒸馏塔中。蒸馏塔包括一列由碳钢制成的第一多孔板以及锅炉。油通过蒸馏塔的上部进入其中并通过锅炉在所述蒸馏塔内被加热。

通过重力将有害的重组分（邻三联苯、间三联苯和对三联苯）连同少量油一起分离到塔尾中，而实际上所有油和轻组分通过连续的第一塔板直至它们到达称为顶部的蒸馏塔的上部，在此它们以蒸汽形式离开蒸馏塔。

优选地，锅炉是热虹吸型热交换器，其通过自然循环来自太阳能设备的热油来工作。

通过蒸馏塔顶部离开蒸馏塔的基本上不含重组分的蒸汽进入精馏塔。精馏塔是具有由碳钢制成的多个第二多孔板的蒸馏塔。在精馏塔的下部回收再生油并且在精馏塔的上部回收轻组分，随后在空气冷却器内将轻组分冷凝并传送到回流罐中。

此外，本发明包括第一泵和第二泵。第一泵将再生的油传送到太阳能热收集器中的其工作流体回路输送。第二泵将轻组分从回流罐传送到精馏塔。因为罐内压力低于精馏塔内压力，通过第二泵实现循环是必要的。

与再生之前油的初始94.3%纯度相比较，通过本发明可获得99.4%纯度的再生油。

附图说明