長效環保型風電設備防凍冷卻介質的製作方法
2023-07-19 01:55:01 2
專利名稱：長效環保型風電設備防凍冷卻介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，尤其涉及一種長效環保型風電設備抗凍冷卻介質。
背景技術：
隨著石油、煤炭等礦物化石燃料的漸漸耗盡，能源危機已成為人類發展所面臨的重大問題，人類正在積極探尋更多可持續利用的新能源供應，以減少或降低對礦物化石燃料能源的依賴。風能是一種清潔可再生能源，風力發電已成為世界各國優先發展的新能源戰略。風力發電機冷卻散熱技術，是發電機正常工作、運轉的必要組成，也是提高發電效率、 延長發電機使用壽命的關鍵技術。據統計，全球45%以上的風力發電機故障來源於冷卻系統。風力發電機專用防凍冷卻介質的研製越來越受到世界各國的重視，一些先進國家已經擁有較高性能的產品，但國內在此領域的研究尚為空白，屬於急需突破的瓶頸技術。風電設備專用防凍冷卻介質是風電設備冷卻散熱系統中的傳熱介質，具有防凍、 冷卻、防腐以及防垢等作用，根據其使用環境的工藝要求，一般為包含多種組分的水冷介質，組分包括防凍劑、防腐防鏽劑、耐熱阻垢劑、消泡劑、PH緩衝劑、著色劑等。與常規的防凍冷卻介質不同，風力發電機組專用防凍冷卻介質除具有優良的防凍、冷卻散熱性能外，還需要解決的技術難點包括(1)低導電性，常見防凍冷卻液的電導率較高，一般3 2500 μ s/cm,自來水的電導率為500 μ s/cm左右，而發電機工況要求其冷卻介質的電導率應在50 μ s/cm以下才能滿足發電機安全工作需要，這就要求風力發電機用防凍冷卻介質必須具有非常低的導電性；(2)防腐蝕性，風電冷卻系統中包括鋼、鋁合金、 鑄鐵、銅及水箱焊接時用的焊錫等幾種金屬，冷卻介質長期與這些金屬相接觸，容易造成電化學腐蝕、氣蝕、點蝕等腐蝕問題，嚴重影響風力發電機正常運轉；(3)超長效性，風力發電機工作時間較長，這就要求其冷卻介質必須有超長的使用壽命，能在3-5年內持續地發揮作用；(4)環保性，風能作為一種綠色能源，其防凍冷卻介質也要滿足對環境汙染小或不汙染環境的要求。國內目前常用的車用或工業防凍冷卻液大多為無機鹽型，其防腐過程是無機鹽添加劑與金屬形成反應膜，調製過程需加入大量無機鹽類，如磷酸鹽、亞硝酸鹽、鉻酸鹽類，這些鹽類大多對環境和人體有較大的危害，由於防腐反應過程對無機鹽的消耗很快，無機鹽型防凍液使用周期較短，穩定性差，其防腐性能也因配方不同差異很大。其優點是生產原料廉價易得，生產成本低。由於大量無機鹽的加入，這些無機鹽類在水溶液中水解電離，產生大量陰陽離子，增加了溶液的電導率，無機鹽型防凍冷卻液在風電設備中根本無法使用。近年來，有機型防凍冷卻液開始在國內外興起。有機型防凍冷卻液是在冷卻液中加入一些有機酸、有機鹼類添加劑，如對硝基苯甲酸、水解馬來酸酐、琥珀酸、對叔丁基苯甲酸等，通過添加劑與金屬表面吸附形成一層保護膜來實現防腐的目的，這種防凍冷卻液添加劑消耗慢，使用周期較長。但其泡沫傾向嚴重，其泡沫傾向控制不好會誘發汽穴腐蝕。目前生產的有機型防凍冷卻液，由於添加劑復配不合理，有的對多種金屬腐蝕抑制性不理想， 有的儲備性能不穩定，添加劑用量大，生產成本過高。由於普通防凍冷卻液添加劑選擇時未能考慮溶液的導電性能，冷卻液電導率偏高，很難達到風電設備對冷卻介質絕緣性能的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，以克服上述現有技術中存在的問題。本發明的目的通過以下技術方案來實現
一種長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其由以下重量百分比的原料製成乙二醇 50. 0-65. 0、特性防腐防鏽劑1. 0-1. 8、耐熱阻垢劑0. 4-0. 8、非鐵金屬鈍化劑0. 5-1. 0、非離子型表面活性消泡劑0. 005-0. 02、色素染料0. 005-0. 01，餘量為高純去離子水。所述特性防腐防鏽劑為羧酸類甲基胺類，如六次酸甲基四胺、四乙酸乙二胺或二者的混合物。這些胺類化合物對金屬離子有很強的螯合絡合作用，通過他們與金屬表面吸附並與金屬離子螯合形成一層惰性保護膜，起到對金屬防腐防鏽保護功能。所述耐熱阻垢劑為三乙醇胺、二乙醇胺或二者的混合物。這類化合物有很強的除垢阻垢功能，同時也可以提高冷卻液的PH值，增加溶液儲備鹼度。所述非鐵金屬鈍化劑為烴基三唑類，如甲苯基三唑、苯並三唑及其他合適的咪唑、 噻唑等。這類化合物除了對焊錫有特殊的防腐保護外，對非鐵系材料如紫銅、黃銅也有很好的保護效果，同時提升冷卻液的熱傳導性。所述非離子型表面活性消泡劑為二甲基矽氧烷、甲基矽油、聚醚等其中任何一種， 也可採用水溶性複合甲基矽油消泡劑。採用這類非離子型表面活性消泡劑是為了控制冷卻液的泡沫傾向，防止汽穴腐蝕，同時又不會增加溶液電導率。所述色素染料為亞甲基藍或螢光黃。所述超純去離子水為經過離子交換、R/0反滲透膜和精密過濾的純淨水，採用高純去離子水可以控制冷卻液的電導率，也能防止冷卻液在使用過程中產生水垢。生產時，根據各個組分的重量分數比稱量材料，將乙二醇和高純去離子水加入不鏽鋼反應釜內，升溫至40-50攝氏度，依次加入特性防鏽防腐劑、耐熱阻垢劑、非鐵金屬鈍化劑、消泡劑等各種添加劑，攪拌90-120分鐘混合均勻後，取樣化驗，將合格的產品進行過濾，即得成品。本發明的有益效果為通過有機胺類化合物與烴基三唑化合物的有效複合，從而提高了對多種金屬的腐蝕抑制性能，提高了冷卻液的儲備穩定性，降低了溶液的導電性能， 適合用作風力發電設備防凍冷卻介質；這種防凍冷卻介質具有高效多金屬防腐防鏽、長效阻垢、低電導率、低溫抗凍、無害無毒等特性，具有很長的使用壽命，成本較低並有利於環保。除具有冰點低、沸點高、不結垢、防腐蝕、節能和提高熱效率五大功能外，還具有很低的導電性和溶脹率，安全適用；各組分功效穩定，高溫下脫附率低，實現超長效使用，超長時間免維護；環保無毒，實現綠色化製備，綠色化使用，綠色化回收；產品使用周期較常規冷卻液提高3-5倍，溶液電導率控制在50 μ s/cm以下，溶液體積膨脹係數控制在0. 0005/°C以下。
具體實施方式
實施例1
本發明實施例1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，由以下質量的原料製成 乙二醇50. 0kg、六次酸甲基四胺1. 0kg、三乙醇胺0. 4kg、苯並三唑0. 5kg、複合甲基矽油消泡劑0. 005kg、亞甲基藍0. 005 kg，高純去離子水48. 09kg。生產時，根據各個組分的重量稱量材料，將乙二醇和高純去離子水加入不鏽鋼反應釜內，升溫至40-50攝氏度，攪拌30分鐘，依次加入六次酸甲基四胺、三乙醇胺、苯並三唑、複合甲基矽油消泡劑、亞甲基藍，恆溫攪拌90-120分鐘後，取樣化驗，將合格的產品進行過濾，既得使用溫度在-30°C以上的風電設備專用防凍冷卻介質成品。實施例2
本發明實施例2所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，由以下質量的原料製成 乙二醇50. 0kg、六次酸甲基四胺1. 2kg、三乙醇胺0. 5kg、苯並三唑0. 6kg、複合甲基矽油消泡劑0.01 kg、亞甲基藍0.006 kg、高純去離子水46. 684kg。生產時，根據各個組分的重量稱量材料，將乙二醇和高純去離子水加入不鏽鋼反應釜內，升溫至40-50攝氏度，攪拌30分鐘，依次加入六次酸甲基四胺、三乙醇胺、苯並三唑、複合甲基矽油消泡劑、亞甲基藍，恆溫攪拌90-120分鐘後，取樣化驗，將合格的產品進行過濾，既得使用溫度在_35°C以上的風電設備專用防凍冷卻介質成品。實施例3
本發明實施例3所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，由以下質量的原料製成 乙二醇62. 0kg、六次酸甲基四胺1. 5kg、三乙醇胺0. 6kg、苯並三唑0. 8kg、複合甲基矽油消泡劑0.015 kg、亞甲基藍0.008 kg、高純去離子水35. 077kg。生產時，根據各個組分的重量稱量材料，將乙二醇和高純去離子水加入不鏽鋼反應釜內，升溫至40-50攝氏度，攪拌30分鐘，依次加入六次酸甲基四胺、三乙醇胺、苯並三唑、複合甲基矽油消泡劑、亞甲基藍，恆溫攪拌90-120分鐘後，取樣化驗，將合格的產品進行過濾，既得使用溫度在_45°C以上的風電設備專用防凍冷卻介質成品。實施例4
本發明實施例4所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，由以下質量的原料製成 乙二醇65. 0kg、六次酸甲基四胺1. 8kg、三乙醇胺0. 8kg、苯並三唑1. 0kg、複合甲基矽油消泡劑0.02 kg、亞甲基藍0.01 kg、高純去離子水31. 37kg。生產時，根據各個組分的重量稱量材料，將乙二醇和高純去離子水加入不鏽鋼反應釜內，升溫至40-50攝氏度，攪拌30分鐘，依次加入六次酸甲基四胺、三乙醇胺、苯並三唑、複合甲基矽油消泡劑、亞甲基藍，恆溫攪拌90-120分鐘後，取樣化驗，將合格的產品進行過濾，既得使用溫度在-50°C以上的風電設備專用防凍冷卻介質成品。製備方法如上所述，按照下表的配比，可製成冰點為_30°C、-40°C、_45°C和_50°C 的防凍冷卻介質。
權利要求
1.一種長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於，由以下重量百分比原料製成乙二醇50. 0-65. 0、特性防腐防鏽劑1. 0-1. 8、耐熱阻垢劑0. 4-0. 8、非鐵金屬鈍化劑 0. 5-1. 0、非離子型表面活性消泡劑0. 005-0. 02、色素染料0. 005-0. 01，餘量為高純去離子水。
2.根據權利要求1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述特性防腐防鏽劑為羧酸類甲基胺類。
3.根據權利要求2所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述羧酸類甲基胺類包括六次酸甲基四胺、四乙酸乙二胺及其混合物。
4.根據權利要求1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述耐熱阻垢劑為三乙醇胺、二乙醇胺中的一種或多種混合。
5.根據權利要求1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述非鐵金屬鈍化劑為烴-三唑類。
6.根據權利要求5所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述烴-三唑類包括甲苯基三唑、苯並三唑。
7.根據權利要求1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述非離子型表面活性消泡劑為二甲基矽氧烷、甲基矽油或聚醚。
8.根據權利要求1所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於所述色素染料為亞甲基藍或螢光黃。
9.根據權利要求1-8任一項所述的長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其特徵在於 所述超純去離子水為經過離子交換、R/0反滲透膜和精密過濾的純淨水。
全文摘要
本發明涉及一種長效環保型風電設備抗凍冷卻介質，其由以下重量百分比的原料製成乙二醇50.0-65.0、特性防腐防鏽劑1.0-1.8、耐熱阻垢劑0.4-0.8、非鐵金屬鈍化劑0.5-1.0、非離子型表面活性消泡劑0.005-0.02、色素染料0.005-0.01，餘量為高純去離子水。本發明的有益效果具有高效多金屬防腐防鏽、長效阻垢、低電導率、低溫抗凍、無害無毒，具有很長的使用壽命，成本低廉並有利於環保。
文檔編號C09K5/20GK102250592SQ20111013972
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者陳利秋 申請人:北京歐陸寶石化產品有限公司