[实用新型]一种精确控制热反应温度的反应器系统

说明书

提供了一种精确控制热反应温度的反应器系统，包括反应器(R101)，所述反应器(R101)为物料反应的容器，其外周设置有反应器夹套，反应器夹套连接有蒸汽或热水管路、冷水管路，上述两个管路与反应器夹套通路上设置有循环泵，循环泵用于将反应器夹套中的热水抽取出来进行混合循环以消除反应器中的反应热点，同时用于冷水与热水混合后再进入反应器夹套中，以消除进入反应器夹套中的热载体温度突变对设备的损害。本实用新型装置可以快速、精确地控制反应所需的温度。

技术领域

本实用新型总体地涉及反应热研究技术领域，具体地设计一种精确控制热反应温度的反应器系统和工艺。

背景技术

在工业中，温度是最为普遍和重要的操作参数之一，温度控制在化工生产、金属冶炼及其他领域中，具有十分普遍的应用。尤其在放热化学反应中，反应的进行需要适宜的温度，比如工业上一般采用蒸汽加热，但是反应发生放出热量，容易导致反应物料温升过大超过反应温度的范围，此时需要通入冷却水进行降温，温度骤冷骤降对设备材质有害，而且温度偏差过大，不利于反应的平稳控制。因此，工业上放热反应的反应器温度控制一直是操作难点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于现有技术中物料反应过程温度精确、平稳控制的难题，提出一种精确控制热反应温度的反应器系统，该系统提供多个连通反应器外周夹套的管路和循环部件，根据反应进程切换向反应器夹套内通入温度不同的热介质，且通过控制冷介质的流量来及时、精确吸收反应放出的热量以维持反应温度不过高，并通过循环部件对进入反应器夹套内的热介质进行循环以使反应器内部各处温度更均衡。

本实用新型的技术方案是，一种精确控制热反应温度的反应器系统，它包括反应器，所述反应器为物料反应的容器，其外周设置有反应器夹套，反应器夹套连接多条管路，所述多条管路用于随反应进程向反应器夹套内变换通入不同的相态或温度的热介质，以精确控制反应温度。

大多数反应在不同的阶段需要不同的适宜温度，比如在反应开始阶段，需要一个将物料加热至引发反应的温度，这时可以通过高温热载体短时快速提供热量来实现；然后进入反应维持阶段，为保持反应在恒定温度下进行，通过管路输送跟反应所需温度相同的热载体流，以提供均匀、稳定的热量维持；对于放热或吸热反应，随着反应的进行，还有反应物料温度突然升高或降低的过程，对于放热反应需要一个比反应器内部温度更低的热载体来吸收反应放出的多余热量，使反应温度始终保持均衡；对于吸热反应，需要比反应器内部温度更高的热载体来释放热量给反应器内部物料。因此，本实用新型提供了一个反应器外周夹套连接有多条管路的反应器，多条管路用于向反应器夹套内输送温度不同的热载体，在同一反应进程，可以输送一种热载体，也可以混合输送多种温度不同的热载体使其在反应器内混合满足反应所需温度并根据反应所需温度调整不同热载体的流量。向反应器夹套内通入的不同相态的热载体是指同种热载体的不同相态，比如热蒸汽、热水、冰水混合物，通过温度显著不同的热载体流及热载体流的混合以快速升高反应器内物料温度、快速降低反应器物料至所需的反应温度，因此，不同相态和不同温度热载体均是根据反应的类型、反应过程温度变化特点进行选择然后经多条管路中的一条或两条送入反应器夹套内的。热载体常用的主要包括水、油，因为油蒸汽在管路中存在安全隐患，一般会采用温度显著不同的导热油(高温，可以300℃左右)、热油(温度低于导热油)和冷油(常温油或低于常温的油)作为多条管路中的热载体。

进一步的，上述管路包括第一管路、第二管路和第三管路，其中第一管路用于向反应器夹套内送入温度最高的热介质，以使反应器内的物料温度以最短的时间达到物料开始反应所需的温度；所述第二管路用于向反应器夹套内送入温度低于的第一管路热介质温度的热介质，用于维持反应所需的温度；所述第三管路用于向反应器夹套内送入温度更低的热介质，以吸收放热反应中物料释放的热量，防止反应温度过高；所述第一管路与第二管路为各自独立分别连接反应器夹套的管路，或者第一管路与第二管路集成为一条管路，在反应进程的不同时间段切换向所述管路中送入不同相态或温度的同种介质。