[发明专利]一种反应量热器的端盖改进结构

说明书

本发明公开一种反应量热器的端盖改进结构，包括端盖、反应容器、夹套、温差监测装置和温度控制循环器，夹套套接在反应容器外部，温差监测装置用于实时测量反应容器内部和夹套的温差，端盖开设供温差监测装置测量反应容器内部温度的贯穿孔，端盖盖合并密封在反应容器顶部，端盖内设有充满导热介质的空腔，端盖设有连通空腔的进口和出口，进出口分别连接温度控制循环器两端构成回路，温度控制循环器用于调节导热介质温度，空腔均匀排布导流板，温度控制循环器连接温差监测装置；本发明端盖温度可与反应体系温度相等，遏制了由于反应器内部与端盖处的温差产生的热传递现象，进而消除热损误差，提高反应量热器测量结果的准确性、环境适用性及稳定性。

技术领域

本发明涉及反应过程热量测定领域，具体涉及一种反应量热器的端盖改进结构。

背景技术

长期以来，反应量热器作为分析化学反应的理想工具，其在化学品热危险性评估、工艺安全、工艺放大等领域具有广泛的应用。作为反应工艺热风险研究的首选仪器，反应量热器通过实时测量化学反应中温度、压力和热流等数据获取反应过程相关热安全参数，进而有效地指导工艺开发及安全生产，并做好配套防护措施。

反应量热器主要测量反应过程中的热量变化，根据输入热量＝热累积+输出热量，量热器中的主要量热方程可用下式表示：

(Q_r+Q_c+Q_stir)＝Q_acc+(Q_flow+Q_loss+Q_dos+Q_reflux) (1)

其中，Q_r为反应热速率，Q_c为校准加热器热流束，Q_stir为搅拌带走热流束速率，Q_a为反应体系的热积累度速率，Q_i为反应体系外的热积累度速率，Q_flow是自反应体系向夹套的热流束速率，Q_loss为反应器上部和仪器接续部分等向外的散热速率，Q_dos为加料所吸收的热量，Q_reflux为回流带走的热速率。

忽略由于搅拌、回流散失的热量，则方程可改写为：

Q_r＝Q_acc+Q_flow+Q_loss+Q_dos (2)

其中，

Q_acc＝Q_a+Q_i (3)

Q_dos＝dm_dos/dt*C_pdos*(T_r—T_dos) (4)

反应量热器进行测量的原理是利用恒温单元快速调节温度来控制Tr，测量公式为：

Q_flow＝UA*(T_r—T_j) (5)

其中，Q_flow指自反应体系向夹套传递的热流速率(W)。U、A分别为传热系数(W*m^-2k^-1)和传热面积(m²)。

目前，反应量热器是通过温度传感器分别监测反应容器内部体系温度(T_r)与夹套温度(T_j)再作差，依据公式(1)，进行量热计算。