[发明专利]用于加热气体的热交换器以及该热交换器的用途有效

专利信息
申请号: 201680076130.0 申请日: 2016-12-21
公开(公告)号: CN108541274B 公开(公告)日: 2021-01-15
发明(设计)人: O·斯蒂芬;K-F·施耐德;M·威斯曼特尔 申请(专利权)人: 巴斯夫欧洲公司
主分类号: C23C2/06 分类号: C23C2/06;C23C2/28;F26B3/10;F28F19/06
代理公司: 北京北翔知识产权代理有限公司 11285 代理人: 田华;钟守期
地址: 德国莱茵河*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 加热 气体 热交换器 以及 用途
【说明书】:

发明涉及一种用于将气体加热至150至400℃的热交换器,其中通过间接热交换加热气体,且与气体接触的热交换器壁的所有表面被热浸镀锌,并且与气体接触的表面在热浸镀锌后,在400至750℃的温度下进行热处理。本发明还涉及所述热交换器的用途。

本发明涉及用于将气体加热至150至400℃的热交换器,其中通过间接传热加热气体。

例如当将气体用作干燥气体时,需要将气体加热至超过150℃的温度。这种应用例如为超吸收物制备中的干燥器。已知用于制备超吸收物的两种不同方法:第一种是在混合捏合机中制备,此情况下,将由此制备的超吸收物在下一步的带式干燥器中进行干燥;第二种是在喷雾塔中制备,其中单体溶液通过以与干燥气体逆向的方式喷雾引入,在落入喷雾塔中时聚合成超吸收颗粒并同时被干燥。

特别地,在将常规的热交换器用于制备超吸收物的情况下,该常规的热交换器易于被腐蚀。因此,必须保护热交换器的表面使其免受腐蚀。为此,可以由不锈钢制造热交换器。但是,其缺点在于,由于不锈钢的热导率较差,所以需要大得多的热交换器。另一选择是,由铝制造热交换器。但其缺点是,在制备超吸收物时,超吸收颗粒仍存在于气体中,特别是在气体循环的情况下,并且超吸收物具有摩擦作用,特别是就比不锈钢软的铝而言。或者,还可以用合适的涂层提供与气体接触的表面。为此,该表面可例如通过热浸镀锌的锌涂层来提供。

但是,在热交换器中出现超过200℃的温度下,锌涂层具有脱层的倾向。这种效应也称为Kirkendall效应。这可导致锌颗粒的脱离,并污染超吸收物。然而,这导致超吸收物的质量出现不想要的降低。

因此,本发明的目的是提供不具有现有技术已知缺点的热交换器。

该目的通过用于将气体加热至150至400℃的温度的热交换器实现,其中通过间接传热加热气体,其中所有与气体接触的热交换器壁的表面均已被热浸镀锌,并且与气体接触的表面在热浸镀锌后,在400至750℃的温度下进行热处理。

出人意料地,已经发现由于在热浸镀锌之后进行了热处理,锌涂层保持稳定并且即使将气体加热至150至400℃的温度,也不会发生Kirkendall效应,且涂层保持不受损坏。特别是当在制备超吸收物的过程中使用热交换器时,这防止了超吸收颗粒因锌层的脱离而受到污染。

为了生产镀锌表面,在适当的预处理之后,首先将待镀锌的热交换器的部件浸入熔融锌的熔池中。在该过程中,锌沉积在热交换器的表面并与表面结合。为了获得稳定的结合以及能够进行热浸镀锌,制造热交换器的材料必须对热浸镀锌温度是稳定的。此外,材料必须可以良好地传热,为此,其应具有非常低的传热系数。因此,合适的材料特别地为金属。在一个特别优选的实施方案中,热交换器的壁由钢板制成。

在待镀锌的热交换器的部件浸入并保持在熔融锌的熔池中之后,从锌熔池中移出这些部件,并在空气中冷却。这使得在热交换器壁的表面上形成锌-铁扩散层和纯锌层。通过本领域技术人员已知的标准方法进行热浸镀锌。

在冷却并固化通过热浸镀锌产生的锌涂层后,根据本发明,将热交换器在400至750℃的温度下,优选在525至575℃的温度下,例如在550℃的平均部件温度下,进行热处理。在高于525℃的温度下进行热处理的持续时间优选为1至5分钟,特别是2至3分钟。

当热处理在400至450℃的温度下进行时,热处理的持续时间延长至最高达90分钟。在450至525℃的温度下,热处理所需要的持续时间应相应调整并随着温度的升高而缩短。

在本发明的上下文中,热处理可以在本领域技术人员已知的任何所需的熔炉中进行。合适的熔炉为例如连续式熔炉。

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