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反应釜温控方案

反应釜温控方案

反应釜温控方案要搞定反应釜的温控,咱得这么来。

一、了解反应釜和温度要求。

首先得把咱这个反应釜摸透咯。

就像了解自己的宠物一样,知道它啥习性。

得知道这个反应釜是干啥用的,里面进行的反应是喜欢热乎点还是凉快些,能承受的最高温和最低温是多少。

比如说有些反应像个急性子,温度稍微不对就容易出乱子;有些就像慢性子,温度有点波动还能凑合。

这时候就得找资料或者问问之前用过这反应釜的老手,把准确的温度范围确定好。

二、温控设备的选择。

1. 加热设备。

如果反应釜需要加热,那选择可不少。

像电加热棒就像个小火炉,往反应釜里一放,电能转化成热能,简单直接。

不过要注意功率得选合适的,功率小了像小火苗给大象取暖,半天没效果;功率大了,又容易一下把反应釜给热过头,就像火太大把饭烧焦了。

还有蒸汽加热,这就像是给反应釜蒸桑拿。

蒸汽通过管道进去,热量就慢慢传进去了。

但是得保证蒸汽的供应稳定,要是一会儿有一会儿没有,反应釜里的反应就像坐过山车,忽冷忽热的。

2. 冷却设备。

要是反应过程中会产生热量需要冷却,那冷却水管就像给反应釜冲凉水澡。

不过要注意水流速度,水流慢了,冷却效果不好,就像夏天用涓涓细流洗脸,不凉快;水流太快了,又可能对反应釜造成一些冲击啥的,就像拿高压水枪去冲娇嫩的花朵。

还有些制冷机组,那可是个大空调,专门给反应釜制冷的。

不过这玩意儿成本比较高,就像买个豪车,得考虑自己的钱包能不能承受得住。

三、温度监测。

1. 温度计。

普通的玻璃温度计就像个老实巴交的小兵,便宜又简单。

但是读数不太方便,得凑近了看,而且容易碎,就像个脆弱的小瓷人。

热电偶温度计就高级一些,能把温度信号变成电信号,然后传输到控制系统那里。

就像个小间谍,偷偷把温度情报送出去。

它的精度也比较高,不过也得定期检查校准,不然小间谍也可能传递错误情报呢。

2. 温度传感器。

除了热电偶,还有热电阻传感器之类的。

这些传感器就像一群小侦探,分布在反应釜的各个关键位置,把不同地方的温度都监测到。

张铁刚--1209624009--自动化--反应釜温度控制系统设计

张铁刚--1209624009--自动化--反应釜温度控制系统设计

南阳理工学院本科生毕业设计(论文)学院(系):电子与电气工程学院专业:自动化学生:张铁刚指导教师:***完成日期2014年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计(论文)反应釜温度控制系统设计Design of Reactor Temperature Controlling System总计:毕业设计(论文)25页表格:6个公式:3个插图:24幅南阳理工学院本科毕业设计(论文)反应釜温度控制系统设计Design of Reactor Temperature Controlling System学院:电子与电气工程学院专业:自动化学生姓名:张铁刚学号: 1209624009指导教师:尹应鹏(导师)评阅教师:完成日期:南阳理工学院Nanyang Institute of Technolo gy反应釜温度控制系统设计自动化张铁刚[摘要] 本设计以STC公司生产的8位STC89C52单片机为硬件核心处理器,首先,通过PT100热电阻型传感器采集反应釜内温度值,然后再通过使用双向积分型A/D模数转化器TLC7135将脉冲信号经过标度转化为单片机可处理的脉冲频率信号送给STC单片机处理,并通过液晶显示模块LCD1602显示电压值、脉冲值及温度参数值等信息。

设计流程结构上采用模块化分割设计,先将各个模块设计出来再通过主程序调用各个模块,具有可读性好,移植性强,便于发现解决问题。

[关键词] 单片机;PT100;LCD1602Design of Reactor Temperature Controlling SystemAutomation Specialty Zhang Tie-gangAbstract:Hold this design by famous STC company's eight STC89C52 single-chip microcomputer as the hardware core processor,first of all, through the thermal resistance PT100 temperature sensor acquisition in the reaction kettle,and then through the use of double integral type A/D module converter TLC7135 pulse signal through scale into pulse frequency signal to microcontroller can pick up on STC microcontroller processing,and through LCD1602 LCD module display the voltage value,pulse and temperature parameter values and other information.Modular division is used to design structure of design process, first the various modules designed by the main program calls each module, has a good readability, portability, easy to find and solve the problem.Key words:STC89C52; PT100; LCD1602目录1 引言 (1)2 系统的总体方案设计 (2)2.1 方案比较 (2)2.2 控制系统总体设计 (3)2.3 温度控制系统总体方框流程 (4)2.4反应釜控制总体流程设计 (4)2.5 系统软件总体设计 (5)3 温度控制系统硬件设计 (5)3.1 温度控制系统硬件设计原则 (5)3.2 微处理器应用 (6)3.3 A/D模数据转换设计 (7)3.3 温度检测模块设计 (8)3.5 操作界面 (9)3.6 液晶显示单元设计 (10)3.7 按键电路设计 (11)3.8 数据保护电路设计 (12)3.9 驱动控制部分 (12)3.10 电加热型反应釜 (13)4 温度控制系统软件设计 (14)4.1软件设计概述 (14)4.2 按键模块设计 (14)4.3 液晶显示模块设计 (15)4.4 主控制器模块软件设计 (16)5 系统的调试运行结果及分析 (18)5.1系统调试 (18)5.2系统运行结果 (19)结束语 (22)参考文献 (23)附录 (24)致谢 (25)1 引言反应釜广泛应用于染料、医药、石油化工及大专院校隶属的科研单位,凭借它优良的密封性克服了机械密封和填料密封无法解决的泄漏问题,是易燃、易爆、剧毒、贵重等物质加温、加压搅拌反应的理想设备容器,也是目前市场上最理想最流行的无泄漏反应装置[2]。

夹套反应釜温度控制浅析

夹套反应釜温度控制浅析

化工设备夹套反应釜温度控制浅析吴康明 李嘉斌(中国天辰化学工程公司黑龙江分公司 150076) 摘 要:在叔十二碳乙硫醇的设计中,采用分程控制系统来保持釜温的稳定并使反应釜的起动和正常生产都能自动操作。

关键词:反应釜;分程控制;气开式;气关式中图分类号:T Q 052 文献标识码:BSimple Explanation for Stillage T emperatureWu Kangming Li Jiabin(China T ianchen Chem ical Enginceing corp.Heilong Jiang Branch 150076)Abstract :During the designing of producing tert -dode -canoic E thylsulfhydrate ,we use the step control system to stabilize the stillage tem perature and to operate the start and normal production of stillage automatically.K eyw ords :S tillage ;S tep control ;Air open ;Air close 在叔十二碳乙硫醇的设计中,夹套反应釜的温度控制是一个难点。

当十二烯等原料及催化剂在反应釜中配置好后,一开始时,需要对反应釜加热,以起动反应过程,反应起动后,因为此化学反应是放热反应,所以会放出大量的热量,为了使反应持续平稳地进行下去,就需要保持釜温的稳定,这样必须要把反应热取走。

在这种场合,若要反应釜的起动和正常生产都能自动操作,就必须要采用分程控制系统。

在简单控制系统中,一个调节器的输出只带动一个调节阀。

而所谓的分程控制系统,就是一个调节器的输出去带动两个或两个以上的调节阀工作。

每个调节阀仅在调节器输出的某段信号范围内动作。

化工生产中反应釜温度控制与维护措施

化工生产中反应釜温度控制与维护措施

化工生产中反应釜温度控制与维护措施摘要:现阶段,我国科技水平迅速提升,工业生产能力也在快速发展,工业产业逐渐向智能化、高效化的生产管理方向发展。

对于化工企业来说,由于不同类型材料的操作条件和反应类型不同,需要各种不同样式的反应器。

反应釜作为工业生产的重要设备,是化工生产中的主反应器,具有一定的复杂性与不可预测性,所以反应釜控制和维护工作是化工企业生产管理中一项艰巨的任务。

本文分析反应釜控制难点问题,并提出化工生产中反应釜温度控制与维护措施。

关键词:反应釜;控制难点;化工生产;反应釜温度控制;维护措施一、反应釜控制难点问题1、非线性、复杂性和延迟性在化工生产过程中,生产材料进行化学反应的同时,供热系统内部也会产生一定变化,并且反应釜实际运行容易受到各种外界因素的影响,不同化学反应的变化趋势也存在比较大的差异,所以我们说反应釜系统具备非线性关系,反应釜实际运行会受到外界因素的干扰不能发挥良好的反应效果。

化工企业在运用反应釜时通常会选择体积大、热容量大的反应釜设备,并且在反应操作过程中可能会出现吸热反应以及放热反应,使生产工作人员收集时间增加,具有一定的延迟性。

此外,聚合反应是反应釜运行过程中比较常见的一种化学反应,化学原料会随着聚合反应变化而产生变化,化学反应过程以及生产材料会受到一些影响,这也会导致吸热反应和散热反应的发生,导致产品生产效果受到一定的负面影响。

2、难控性一般来说,化工生产运行中反应放热现象最为常见,反应放热的过程中热量分布不均匀,一旦这些多余的热量无法从反应釜中排出,反应釜内部温度逐渐升高,进而导致聚爆现象的出现,直接威胁化工生产工作人员的生命安全。

如果反应釜内部的热量释放过多,会直接影响反应釜的稳定性,影响化工生产产品质量,从而导致化工生产企业的经济效益受到影响。

二、化工生产中反应釜的温度控制措施从上文可知,化工生产中反应釜运行是一种非常复杂的化学反应,具有复杂的反应机理,同时极易受到外界因素的影响,影响整个系统的运行效果,化工生产也将受到比较大的影响。

间歇式反应釜的温度预测控制

间歇式反应釜的温度预测控制

图1.3锅炉温度控制流程图F嘻1.3Fl哪dI叭of锄np伽m酣咖olboi衙在本次实验中,温度传感器选择Pt电阻,只需简单的信号处理,无需变送,AI喝08仪表可直接接收Pt电阻的测温信号.1.5论文结构安捧本文依据课题的内容做了如下结构安排:(1)化工控制在国内外的发展和应用状况,本课题来源及内容,控制系统的实现,论文的结构安捧(第l章).(2)介绍并利用递推最小二乘方法离线辨识反应釜温度控制系统模型(第2章).(3)介绍并利用PID控制理论构建反应釜温度控制系统,对间歇式反应釜温度控制系统进行仿真与实验研究(第3章).(4)介绍并利用广义预测原理构建反应釜温度控制系统,对间歇式反应釜温度控制系统进行仿真与实验研究(第4章).(5)介绍并利用广义PID预测原理构建反应釜温度控制系统,对间歇式反应釜温度控制系统进行仿真与实验研究(第5章)。

沈阳工业大学硕士学位论文图2.1最小二乘实验曲线F培2.1E印耐m∞talcur"ofli∞盯1%时sq旧r铭melllod实验取辨识的参数实时值作为系统初值:口l=一1.0014,口2=O.000“8,60=-o.024368,6l=0.0090845(2.35)2.4小结本章介绍了递推最小二乘方法,以M序列作为激励对间歇式反应釜进行了离线辨识,为利用自适应算法在线调整模型结构确定了系统参数初值.沈阳工业大学硕士学位论文方法被去掉,穿越横坐标时冲击小,便于实现无扰动切换,同时引入不完全微分算法对其进行改进,对间歇式反应釜这种时间系数较大的系统,使微分项的输出逐渐发挥作用,避免普通PID控制因微分作用急剧衰减造成的调节时间过短,不能及时发挥作用的缺点,达到了较好的控制效果.当系统人为加入一步时滞后,由图3.3可以看出,系统超调大大增加,稳态性能变坏,这是由于加入时滞改变了系统的阶次,而PD控制对模型的阶次十分敏感,难以取得较好的控制效果。

图3.3PID控制的仿真曲线F嘻3.3SimIIl砸i∞cI眦ofPIDco咖同当把随机噪声加入系统的模型参数中,模拟间歇式反应釜温度控制过程的非线性变化,这时从图3.3可以看出控制曲线产生细小波动,幅值略有增加,超调对系统性能无太大影响,这表明该算法由于加入了Pm的不完全微分算法,对出现的随机噪声能够及时消除,控制效果较好.3.3.2PID控制的实验研究咖控制在间歇式反应釜温度控制中的性能指标如表3.1所示,图3.4为PD控制实验曲线.间歇式反应釜的温度预测控制如表3.1和图3.4PD控制实验曲线可知,通过对实验装置采用增量式与不完全微分结合的Pm控制算法,能够对实验装置中的系统随机噪声和量测噪声有较好的抑制作用,系统的快速性、动态偏差和静态误差较小,稳态性能较好。

PID控制例1:反应釜温度自动控制回路资料

PID控制例1:反应釜温度自动控制回路资料

•两步法:先副后主 •一步法:定副调主
x1
x2
+ - Gc1 +
Gc2 -
y2
y1
Go2
Go1
TN
21
串级调节系统例:
夹套式反应釜温度控制
TN
22
比值调节系统
保证两种(或两种以上)物料流量保持 一定比例的调节系统。 FC:比值调节器, 比值=K
QB=KQA
开环比值系统
TN
23
比值调节系统
单闭环比值调节系统
而引入的一个中间参数)
Gc1(s):主调节器 Gc2(s):副调节器
TN
16
串级调节系统特点
•副回路中的干扰,主要在副回路中克服。 •减少了副对象的T,提高了副环的调节 品质。 •提高了系统的频率响应,加快了抗干扰 过程的速度。 •提供了灵活的控制方式
TN
17
串级调节系统应用
TN
18
串级调节系统应用
自动化仪表及过程控制(9)
Automation Instrumentations and Process Control
PID控制例1:反应釜温度自动控制回路
TN
2
PID控制例2:供水水压自动控制回路
TN
3
系统调节方案的选择
间接指标控制:对于不便直接 调节的工艺直接指标,可以选 择一个与直接指标相关的量进 行调节,间接完成控制任务。 例:精馏塔生产过程,
调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定,则下 列哪项调整方法可以改善上述不足?
(A)增加比例度; (B)减少积分时间 ; (C)增加积分时间; (D)减少微分时间。
TN
9
第6章 单回路调节系统

(完整版)反应釜温度控制剖析

(完整版)反应釜温度控制剖析

浅谈夹套玻璃反应器的温控问题尧辉(中国上海张江高科技园区邮编201203)作者简介:2001年华东理工大学生物化学与分子生物学专业毕业获理学硕士学位,现任英国HEL集团全自动化学反应器事业部中国区技术支持,上海秉惠科技发展有限公司生化仪器研发总监,上海堪鑫仪器设备有限公司董事长兼总经理。

夹套玻璃反应器在国内实现生产已经有十年的历史,但受到广泛的关注和欢迎还是近两年的事,这得益于国家和民间对绿色化工与民族制药工业的大力推动。

笔者自2002年开始从事国外夹套玻璃反应器系统的引进工作,2005年开始设计并推广国产夹套玻璃反应器系统,接触了不少许多客户,反映较多的是配套温控设备的问题。

笔者结合理论以及过内外同行开发实践经验,总结以下心得,以飨读者。

一、分析温控设备对物料的升降温能力可以获得选择设备的基本依据对于用户来说,头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。

如果没有科学的分析和计算方法,仅凭想象和经验,要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。

用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与制冷功率。

现将英国著名玻璃反应器生产商Redleys公司选用配套温控设备功率的计算方法介绍如下。

需要注意以下几个变量和参数:1、单位时间内反应物质的升降温热量变化(△Q1/△t)(计算单位J/S)△Q1/△t = G1 P1△T1/△tG1为反应物质重量(计算单位KG);P1为反应物质比热(计算单位J/KG/℃);△T1/△t为反应物质升降温速度(计算单位℃/S)2、单位时间内循环介质的升降温热量变化(△Q2/△t),计算单位(J/S)△Q2/△t = G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(计算单位KG);P2为循环介质比热(计算单位J/KG/℃);△T2/△t为循环介质升降温速度(计算单位℃/S)3、单位时间内传热介质接触物的升降温热量变化(△Q3/△t),计算单位(J/S)△Q3/△t = G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器玻璃重量(计算单位KG);P31为反应器玻璃比热(计算单位J/KG/℃);△T31/△t为反应器玻璃升降温速度(计算单位℃/S)G32为循环器不锈钢储箱、不锈钢循环管道及附件等重量(计算单位KG);P32为不锈钢比热(计算单位J/KG/℃);△T32/△t为不锈钢升降温速度(计算单位℃/S)4、加热量及制冷量损耗率(n),计算单位%与传热介质接触物另一界面相接触的空气、设备其他部分的传热也应该考虑进去,因这一部分无法计算,只能估计,可视为冷热量损耗。

反应釜温度控制(DOC)

反应釜温度控制(DOC)

浅谈夹套玻璃反应器的温控问题尧辉(中国上海张江高科技园区邮编201203)作者简介:2001年华东理工大学生物化学与分子生物学专业毕业获理学硕士学位,现任英国HEL集团全自动化学反应器事业部中国区技术支持,上海秉惠科技发展有限公司生化仪器研发总监,上海堪鑫仪器设备有限公司董事长兼总经理。

夹套玻璃反应器在国内实现生产已经有十年的历史,但受到广泛的关注和欢迎还是近两年的事,这得益于国家和民间对绿色化工与民族制药工业的大力推动。

笔者自2002年开始从事国外夹套玻璃反应器系统的引进工作,2005年开始设计并推广国产夹套玻璃反应器系统,接触了不少许多客户,反映较多的是配套温控设备的问题。

笔者结合理论以及过内外同行开发实践经验,总结以下心得,以飨读者。

一、分析温控设备对物料的升降温能力可以获得选择设备的基本依据对于用户来说,头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。

如果没有科学的分析和计算方法,仅凭想象和经验,要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。

用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与制冷功率。

现将英国著名玻璃反应器生产商Redleys公司选用配套温控设备功率的计算方法介绍如下。

需要注意以下几个变量和参数:1、单位时间内反应物质的升降温热量变化(△Q1/△t)(计算单位J/S)△Q1/△t = G1 P1△T1/△tG1为反应物质重量(计算单位KG);P1为反应物质比热(计算单位J/KG/℃);△T1/△t为反应物质升降温速度(计算单位℃/S)2、单位时间内循环介质的升降温热量变化(△Q2/△t),计算单位(J/S)△Q2/△t = G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(计算单位KG);P2为循环介质比热(计算单位J/KG/℃);△T2/△t为循环介质升降温速度(计算单位℃/S)3、单位时间内传热介质接触物的升降温热量变化(△Q3/△t),计算单位(J/S)△Q3/△t = G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器玻璃重量(计算单位KG);P31为反应器玻璃比热(计算单位J/KG/℃);△T31/△t为反应器玻璃升降温速度(计算单位℃/S)G32为循环器不锈钢储箱、不锈钢循环管道及附件等重量(计算单位KG);P32为不锈钢比热(计算单位J/KG/℃);△T32/△t为不锈钢升降温速度(计算单位℃/S)4、加热量及制冷量损耗率(n),计算单位%与传热介质接触物另一界面相接触的空气、设备其他部分的传热也应该考虑进去,因这一部分无法计算,只能估计,可视为冷热量损耗。

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浅谈夹套玻璃反应器的温控问题尧辉(中国上海张江高科技园区邮编201203)作者简介:2001年华东理工大学生物化学与分子生物学专业毕业获理学硕士学位,现任英国HEL集团全自动化学反应器事业部中国区技术支持,上海秉惠科技发展有限公司生化仪器研发总监,上海堪鑫仪器设备有限公司董事长兼总经理。

夹套玻璃反应器在国内实现生产已经有十年的历史,但受到广泛的关注和欢迎还是近两年的事,这得益于国家和民间对绿色化工与民族制药工业的大力推动。

笔者自2002年开始从事国外夹套玻璃反应器系统的引进工作,2005年开始设计并推广国产夹套玻璃反应器系统,接触了不少许多客户,反映较多的是配套温控设备的问题。

笔者结合理论以及过内外同行开发实践经验,总结以下心得,以飨读者。

一、分析温控设备对物料的升降温能力可以获得选择设备的基本依据对于用户来说,头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。

如果没有科学的分析和计算方法,仅凭想象和经验,要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。

用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与制冷功率。

现将英国著名玻璃反应器生产商Redleys公司选用配套温控设备功率的计算方法介绍如下。

需要注意以下几个变量和参数:1、单位时间内反应物质的升降温热量变化(△Q1/△t)(计算单位J/S)△Q1/△t = G1 P1△T1/△tG1为反应物质重量(计算单位KG);P1为反应物质比热(计算单位J/KG/℃);△T1/△t为反应物质升降温速度(计算单位℃/S)2、单位时间内循环介质的升降温热量变化(△Q2/△t),计算单位(J/S)△Q2/△t = G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(计算单位KG);P2为循环介质比热(计算单位J/KG/℃);△T2/△t为循环介质升降温速度(计算单位℃/S)3、单位时间内传热介质接触物的升降温热量变化(△Q3/△t),计算单位(J/S)△Q3/△t = G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器玻璃重量(计算单位KG);P31为反应器玻璃比热(计算单位J/KG/℃);△T31/△t为反应器玻璃升降温速度(计算单位℃/S)G32为循环器不锈钢储箱、不锈钢循环管道及附件等重量(计算单位KG);P32为不锈钢比热(计算单位J/KG/℃);△T32/△t为不锈钢升降温速度(计算单位℃/S)4、加热量及制冷量损耗率(n),计算单位%与传热介质接触物另一界面相接触的空气、设备其他部分的传热也应该考虑进去,因这一部分无法计算,只能估计,可视为冷热量损耗。

即使传热介质接触物的保温措施做得很好,损耗也不可能避免,只能降低损耗率。

5、设备输出功率PP=(△Q1/△t+△Q2/△t+△Q3/△t)/ n油槽加热功率计算:水比热:4200J/KG/℃硅油比热:1630 J/KG/℃玻璃平均比热:920J/KG/℃304不锈钢比热:460 J/KG/℃物料(以水计算)要求升温速度:80℃/3600S(从室温20℃升到100℃)物料(以水计算)量:14KG油箱装油量:15KG油管装油量:0.5KG夹套装油量:6KG20升夹套玻璃反应器重量:16 KG304不锈钢箱、泵、阀门及接头等重量:35KG根据经验,在保温措施较好和传热介质流速足够的情况下,20升反应器的物料(以水计算)达到要求温度(t℃)时,夹套平均油温约为:t+10℃;油管平均温度约为t+15℃;油槽平均温度为t+20℃。

油直接受热部位为油槽。

无加热量损耗的理想状态下的最小功率为(4200J/KG/℃×80℃×14KG +1630J/KG/℃×100℃×21.5KG水的热量变化油的热量变化+920 J/KG/℃×90℃×16KG +460 J/KG/℃×100℃×35KG)÷3600S玻璃的热量变化不锈钢的热量变化单位时间=3095.35W考虑到保温不完全导致的损耗、设备加热温控能力的弹性、泵速促进及时充分地进行热交换的水平,功率至少应设计为4KW。

制冷设备功率计算如下:油泵制冷功率稍微要复杂一些,因为压缩机的制冷输入功率与制冷量是两个概念,而且这两项还是随不同制冷剂蒸发温度和冷凝温度而异,以本公司DL-45-20全封闭制冷恒温循环油泵(无氟制冷)采用的丹麦Danfoss NTZ048制冷压缩机(2匹)与R404A制冷剂组合为例,其在不同蒸发温度和冷凝温度的制冷量与输入功率见下表:T Q P Q P Q P Q P Q P Q P Q P Q P NTZ048 30 466 0.50 774 0.70 1160 0.90 1636 1.10 2211 1.27 2896 1.42 3700 1.54 4635 1.6235 371 0.47 655 0.67 1010 0.89 1445 1.10 1972 1.31 2600 1.49 3340 1.64 4202 1.76T o:蒸发温度(℃)T c:冷凝温度(℃)Q o:制冷量(W)P e:输入功率(kW)而且计算还应以所需最低温度时的制冷量来计算。

但计算方式与油槽加热功率基本相同。

以本公司生产的DL-45系列全封闭低温恒温循环油泵为例,油泵制冷功率(制冷量)计算如下:水比热:4200J/KG/℃硅油比热:1630 J/KG/℃玻璃平均比热:920J/KG/℃304不锈钢比热:460 J/KG/℃物料(以水计算)要求降温速度:40℃/3600S(从室温20℃降到-20℃)物料(以水计算)量:14KG油箱装油量:2KG油管装油量:0.5KG夹套装油量:6KG交换器装油量:0.5KG20升夹套玻璃反应器重量:16 KG304不锈钢箱、泵、阀门及接头等重量:20KG根据经验,在保温措施较好和传热介质流速足够的情况下,20升反应器的物料(以水计算)达到要求温度(t℃)时,夹套平均油温约为:t-10℃;油管平均温度约为t-15℃;制冷剂和油热交换器平均温度为t-20℃。

油直接受冷部位为热交换器即制冷设备的蒸发器。

无制冷量损耗的理想状态下的最小功率为(4200J/KG/℃×40℃×14KG +1630J/KG/℃×60℃×9KG水的热量变化油的热量变化+920 J/KG/℃×50℃×16KG +460 J/KG/℃×60℃×20KG)÷3600S玻璃的热量变化不锈钢的热量变化单位时间=1255.59W制冷剂蒸发温度要求至少-35℃。

从上表中可以看到丹麦Danfoss NTZ048制冷压缩机(2匹)制冷剂蒸发温度-35℃、冷凝温度30℃时,制冷量为1160W。

此时该型压缩机制冷量虽接近1255.59W的数值,但考虑到保温不完全导致的损耗、设备制冷温控能力的弹性、制冷剂蒸发器热交换面积发挥压缩机制冷能力的水平、泵速促进充分及时进行热交换的水平,该型压缩机也不能满足要求,所以应该选择使用3匹以上的制冷压缩机。

二、用户选择反应器及温控设备应该注意的几个问题1、反应器及保温措施1)循环介质进、出口的选择目前国内生产的夹套玻璃反应器循环介质进出口主要有宝塔头、法兰口两种,以宝塔头居多。

笔者认为宝塔头接口虽然方便,但却有许多弊端:首先,外型上呈逐渐缩小的造型容易产生阻力影响循环介质的流速,高速流动的液体还会因此形成对玻璃的冲力进而形成对夹套的压力,对玻璃反应器具有潜在的破坏力;其次宝塔形和玻璃的脆性决定了它只能与软管直接连接,因为目前软橡胶类材料的耐温能力不超过250℃,因此使用宝塔头接口意味着您选择的产品物料温度很难超过210℃,对于20升以上的中试级反应器而言,传热阻力更大,可达到的温度值只会更低;而且,使用橡胶软管还不能避免橡胶会老化的问题。

所以,笔者推荐使用法兰接口,这也是国外同行通用的接口,它可以避免宝塔头接口的许多弊端,唯一的缺点就是装卸较烦琐一些。

现在也有快开式连接,其实使用起来也很方便快捷,比宝塔头与橡胶类软管连接还更省力些。

笔者所在公司开发的夹套玻璃反应器全部使用法兰接口,目前尚无用户提出不同意见。

2)内置耐腐蚀盘管该配件也可起到加热、冷却器的功能,还可充当支撑骨架固定柔性温度测量探头,不影响搅拌桨的尽量放大,可谓功能多多。

作为加热器时可通蒸汽、热水或热油;作为冷却器时可通水、冷的醇水混合液和冷油甚至液氮。

常见的制作方法有薄壁PTFE包被金属管道。

有不少人排斥使用内置盘管,认为它清洗不方便,其实包被薄壁PTFE的金属管道与固定在大型金属反应釜体上的盘管不一样,前者很容易拆卸和清洗,而且造价并不高,可更换使用。

须注意不锈钢喷镀PTFE的方法并不可取,不仅是因为渡层太薄易剥落而且喷镀成本高,最重要的原因是喷镀完毕后形成的是有细小网孔的网状镀层,并不能起到防止化学腐蚀的作用。

3)真空夹层其原理在于消除热传导中的空气对流因素,就象保温瓶胆抽真空。

玻璃反应容器采用三层设计时,对外层夹套抽真空并封闭形成真空夹层,这样反应保温效果好。

而且低温时,外层玻璃表面无水雾亦不会结霜,反应清晰可见;高温时外层玻璃表面不炙热,可免除烫伤危险。

但三层玻璃反应器的应力点很多,烧制成功率不高,容积越大的反应器越是这样。

4)测温套及测温点目前市场上大多数玻璃反应器使用的是固定式温度计玻璃套管来测物料温度,套管从盖子上固定处深入釜内某一深度。

这样做的缺点很多:1)搅拌棒在某一转速段可能出现强烈的共振,可能撞击温度计玻璃套管;2)中试级的反应器(20~50升)的玻璃套管处于搅拌轴与内壁的中央,使用涡轮式搅拌桨时很容易被页片打到,致使叶片不能做到尽可能的大而影响搅拌效果;3)当物料装得多的时候,套管受力大易折裂,物料装得少的时候则套管可能接触不到物料而无法测温。

我们开发了插入深度可调的温度计套管可弥补第三种缺陷。

另外还开发了可与内置换热盘管捆绑使用的可任意弯曲的温度探头,这样就可将测温点置于靠近反应器内壁的任一深度,并且不影响使用更大搅拌半径的搅拌桨页。

当然这种应用的前提是须同时使用内置换热盘管。

另外,国外已有从底部阀门中央突出部位内置温度探头来进行温度的数字测量,一般突出部位最高点比釜底高1~2cm。

这种方式测量的是底部物料的温度,比较适合于小型反应器和应搅动混匀的液体,对于较大的反应器或粘度大的物料不合适。

而且,对于较大的反应器而言,夹套高度也大,因为高温流体密度小,低温流体密度大,一般在夹套下部循环介质温度要比上部低。

所以对大型反应器而言,底部测温的方式测得物料温度是偏低的。

如果循环介质的流速足够的快,这种偏差要小些,但高速流体也同时对反应器的强度提出了更高的要求,这恰恰是大型玻璃反应器夹套不如小型玻璃反应器的地方。

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