石墨管、列管式换热器以及制备方法

1.本发明涉及列管式换热器技术领域，具体而言，涉及一种石墨管、列管式换热器以及制备方法。


背景技术：

2.目前的耐腐蚀换热器有列管式、圆块孔式、聚丙烯改性、搪瓷等多种形式，不同形式的换热器均各自的缺陷：
3.(1)列管式(原始)热器：优点是换热效率高、重量适中、适用范围广，缺点是不耐碱且比较脆弱，运输组装都容易损坏；
4.(2)圆块孔式热器：优点是结构简单、适用范围广、换热效率适中、强度比较好，缺点是不耐碱和维修困难，整体重量比较大；
5.(3)聚丙烯改性热器：优点是价格便宜和重量轻，缺点是适用范围小不耐溶剂、不耐高温；
6.(4)搪瓷热器：优点是价格便宜且耐酸，缺点是不耐碱、非常笨重且维修困难。
7.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种石墨管、列管式换热器以及制备方法。本发明提供的石墨管，可应用于列管式换热器，可在-20～150℃条件下正常工作，具有耐非氧化性酸、耐氢氟酸，耐弱碱(ph8～9范围适用)，耐芳烃类溶剂和耐磨等性能。
9.本发明是这样实现的：
10.一方面，本发明提供一种安装于换热器的石墨管，其包括管道本体，以及负载于所述管道本体表面的树脂层；
11.所述树脂层的原料按重量百分比计，其包括如下成分：
[0012][0013]
进一步地，在一些实施方案中，酚醛树脂的重量百分比可以是30％、35％、40％、45％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、和65％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0014]
进一步地，在一些实施方案中，环氧树脂的重量百分比可以是2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、和10％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0015]
进一步地，在一些实施方案中，不饱和树脂的重量百分比可以是8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、和20％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0016]
进一步地，在一些实施方案中，呋喃树脂的重量百分比可以是8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、和15％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0017]
进一步地，在一些实施方案中，石墨烯的重量百分比可以是1％、2％、3％、4％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％、4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％、和5％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0018]
进一步地，在一些实施方案中，石墨粉的重量百分比可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、和35％中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0019]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂层的原料按重量百分比计，由如下成分组成：
[0020][0021]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0022][0023]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0024][0025]
上述实施例的石墨管具有更好地耐非氧化性酸、耐氢氟酸，耐弱碱，耐芳烃类溶剂，和耐磨等性能。
[0026]
进一步地，在一些实施方案中，所述管道本体的材质为碳纤维或玻璃纤维。
[0027]
另一方面，本发明提供一种安装于换热器的石墨管的制备方法，其包括：将管道本体浸渍于树脂基质液中以在所述管道本体表面形成树脂层。
[0028]
所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0029][0030]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0031][0032]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0033]
[0034][0035]
进一步地，在一些实施方案中，所述树脂基质液由按重量百分比计的如下成分混合形成：
[0036][0037]
进一步地，在一些实施方案中，所述管道本体的材质为碳纤维或玻璃纤维。
[0038]
进一步地，在一些实施方案中，在真空条件下进行浸渍，压力为6-10kg，优选为7kg，浸渍时间不少于1小时，优选为2小时。
[0039]
进一步地，在一些实施方案中，所述制备方法还包括：将浸渍后的管道本体进行烘干。
[0040]
进一步地，在一些实施方案中，烘干按如下条件进行：
[0041]
将浸渍后的管道本体依次在50℃下加热1小时、80℃下加热1小时、100℃下加热1小时、120℃下加热1小时、160℃下加热2小时。
[0042]
需要说明的是，在其他的实施例中，本领域技术人员在本发明公开基础上，可以对烘干条件中的各项参数的数值进行调节，例如在
±
5％、
±
4％、
±
3％、
±
2％、或
±
1％的范围内调节，均可以实现等同或类似的技术效果，这也应属于本发明的保护范围。
[0043]
另一方面，本发明提供一种安装于换热器的石墨管，其由如上任一项所述的制备方法制成。
[0044]
另一方面，本发明提供一种列管式换热器，其安装有如上任一项所述的石墨管。
[0045]
本发明具有以下有益效果：
[0046]
本发明提供的以酚醛树脂为主呋喃树脂为辅料的新型耐高温耐溶剂的石墨管，可组装成列管式石墨换热器使用，该石墨管可用于-20～150℃，具有耐非氧化性酸、耐氢氟酸，耐弱碱(ph8～9范围适用)，耐芳烃类溶剂和耐磨等性能特点。
具体实施方式
[0047]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建
议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0048]
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0049]
实施例1
[0050]
本实施例提供石墨管的制备方法如下：
[0051]
(1)按重量百分比计，取如下成分：
[0052]
酚醛树脂59％环氧树脂2％不饱和树脂10％呋喃树脂10％石墨烯1％2000目石墨粉18％
[0053]
将以上成分充分混合后测定粘度，搅拌均匀备用，得到树脂基质液。
[0054]
(2)采用高导热沥青基碳纤维作为原料，将拉管设备预热至进口120℃、出口180℃时开始拉管，管子根据具体需要拉至指定尺寸，拉管完成后进行调质，消除内应力，调质温度60～80℃，得到管道。
[0055]
(3)调质完成后，浸渍设备抽真空2小时，压力控制为7kg，将管道放入浸渍设备中，并加入树脂基质液，浸渍保持2小时。
[0056]
(4)浸渍好后进行烘干操作，将浸渍好的管道放入烘干设备，然后依次在50℃下加热1小时、80℃下加热1小时、100℃下加热1小时、120℃下加热1小时、160℃下加热2小时。
[0057]
(5)烘干后每根管道进行试压，试压压力8kg保持30分钟，压力不下降即为合格。
[0058]
实施例2-6
[0059]
实施例2-3的石墨管的制备方法与实施例1基本相同，不同的是树脂基质液的组分不同：
[0060][0061]
性能检测
[0062] 实施例1实施例2实施例3
耐非氧化性酸耐耐耐耐氢氟酸仅耐1％以内情况耐耐耐弱碱耐耐耐耐芳烃类溶剂耐耐耐耐磨耐耐耐
[0063]
经性能检测，本实施例1-3得到的石墨管可用于-20～150℃，可耐非氧化性酸、耐氢氟酸，耐弱碱(ph8～9范围适用)，耐芳烃类溶剂，和耐磨。经比较，如果原料中去除呋喃树脂得到的石墨管耐腐蚀和其他指标不合格，此外，如果石墨粉添加超过30％，则会导致管道无法加工成型。
[0064]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。