Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Comparación de la estabilidad térmica y el estado oxidativo de fluidos de transferencia de calor a base de óxido de bifenilo y de óxido de mineral

Instituto Central Wright

Muchos procesos industriales (por ejemplo, plantas de energía solar concentrada [CSP]) requieren un calentamiento indirecto del producto a una temperatura superior a la temperatura ambiente. En dichas plantas se utiliza un fluido de transferencia de calor (HTF), como un fluido de base mineral como GlobalthermTM M (Global Heat Transfer; Staffordshire, Reino Unido), que fluye desde el calentador hasta la fuente que requiere el calor. Sin embargo, no todos los HTF son iguales, por lo que es importante comprender la diferencia entre los fluidos para garantizar que los usuarios finales utilicen el fluido correcto para el funcionamiento correcto. Esto es especialmente cierto en las plantas de CSP, donde los HTF funcionan a altas temperaturas durante largos períodos de tiempo y, por lo tanto, deben ser estables en esas condiciones. De hecho, las mezclas de óxido de bifenil difenilo (BDO) se utilizan comúnmente en plantas de CSP, ya que se pueden calentar a 400 grados Celsius, que es más alta que la temperatura de funcionamiento superior para un HTF de base mineral (es decir, ~400 grados Celsius). Es un hecho que todos los HTF se degradan térmicamente con el tiempo, por lo que es importante controlar esto para garantizar que se pueda tomar una intervención temprana si comienza a aparecer un problema. El objetivo del control de los HTF es mantener el HTF y la planta en funcionamiento durante el mayor tiempo posible. Se utilizan muestras de rutina y análisis químicos para evaluar las propiedades fisicoquímicas de un HTF. Para que esto se haga de manera efectiva, es importante comprender las propiedades de un HTF virgen y luego evaluar la tasa de degradación térmica con el tiempo. El residuo de carbono, el índice de acidez total y la temperatura del punto de inflamación cerrado se miden de manera rutinaria en el laboratorio y el estudio actual propone su uso para evaluar el grado de craqueo térmico y oxidación, dos vías comunes a través de las cuales un HTF se degrada térmicamente. Esto se hizo para los HTF minerales y basados ​​en BDO para enfatizar los antecedentes de por qué se utilizan los HTF basados ​​en BDO en plantas de CSP. Los hallazgos de esta evaluación se presentan en este documento. El trabajo futuro debería considerar el uso de un enfoque similar para evaluar la condición de otros HTF utilizados comúnmente en aplicaciones industriales.