专利名称：反应釜恒温冷冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种反应釜恒温冷冻装置。
技术背景为了满足生产工艺和科学研究等要求，部分加工工艺过程要求物料在反应 釜中发生化学反应时必须恒定在低温下进行，才能满足物料性态的稳定，获取 合格的产品。目前此类反应釜的低温控制方法是将该工艺过程环境进行制冷， 通过气体流通来保持环境处于低温状态；或者通过循环的载冷剂带走反应釜周 围空气的热量实现控温。但这样，既不能控温达到工艺上对温度恒定的要求， 也会因物料在反应釜中的反应热不能及时转移而无法满足要求。同时，反应釜 内要求不能长期存在载冷剂，甚至某些生产工艺要求反应釜内不能出现过低的 温度，即温度要恒定在一定范围内。所以，上述低温制冷系统不能达到工艺要 求。发明内容本发明目的是提供一种反应釜恒温冷冻装置，其为针对工业上要求加工工 艺过程中的反应釜处于恒定低温而设计，以确保精确及时的维持反应釜内物料 要求的低温状态。本发明的技术方案是 一种反应釜恒温冷冻装置，所述反应釜恒温冷冻装 置包括冷源循环系统、液氨循环系统及热源循环系统，所述冷源循环系统包括 冷冻机组、低温载冷剂储罐以及若干与低温载冷剂储罐相连通的冷源控制连接 管道回路，所述冷源控制连接管道回路包括有四条，其中第一冷源控制连接管 道回路经过冷冻机组；所述液氨循环系统包括换热器以及分别与换热器相连的氨瓶和液氨存储罐，所述换热器还与第二冷源控制连接管道回路相连，所述液 氨存储罐与第三冷源控制连接管道回路相连；所述热源循环系统包括常温载冷剂存储罐；所述反应釜恒温冷冻装置还包括低温反应釜，所述低温反应釜与液 氨存储罐相连通，所述低温反应釜的釜壁设有反应釜夹套，所述反应釜夹套分 别与低温载冷剂储罐及常温载冷剂存储罐以第四冷源控制连接管道回路、热源 控制连接管道回路连通。本发明进一步的技术方案是 一种反应釜恒温冷冻装置，所述反应釜恒温 冷冻装置包括冷源循环系统、液氨循环系统及热源循环系统，所述冷源循环系统包括冷冻机组、低温载冷剂储罐以及若干与低温载冷剂储罐相连通的冷源控 制连接管道回路，所述冷源控制连接管道回路包括有四条，其中第一冷源控制 连接管道回路经过冷冻机组；所述液氨循环系统包括换热器以及分别与换热器 相连的氨瓶和液氨存储罐，所述换热器还与第二冷源控制连接管道回路相连， 所述液氨存储罐与第三冷源控制连接管道回路相连；所述热源循环系统包括常 温载冷剂存储罐；所述反应釜恒温冷冻装置还包括低温反应釜，所述低温反应 釜与液氨存储罐相连通，所述低温反应釜的釜壁设有反应釜夹套，所述反应釜 夹套分别与低温载冷剂储罐及常温载冷剂存储罐以第四冷源控制连接管道回 路、热源控制连接管道回路连通；所述热源循环系统还包括与常温载冷剂存储 罐连通的带有风机的盘管换热系统回路；所述盘管换热系统回路还包括可循环 加热载冷剂的电热丝；所述载冷剂为乙醇载冷剂；所述换热器为板式换热器。 本发明优点是1. 本发明总体结构简单、成本低，能有效使用多级载冷剂循环，利用液 氨完成对反应釜内环境的制冷，且反应完成后，利用热源循环系统使得反应釜 内的液氨气化排出，既能迅速有效地带走反应过程中产生的热量，又能满足反 应釜内不能长期存在载冷剂的要求。2. 本发明能够精确控制工艺过程的恒温状态，满足了工艺要求。
图1为本发明的结构流程示意图。其中l冷冻机组；2低温载冷剂储罐；3氨瓶；4换热器；5液氨存储罐； 6低温反应釜；7常温载冷剂存储罐；8风机；9盘管换热系统；IO冷源控制 连接管道回路；101第一冷源控制连接管道回路；102第二冷源控制连接管道 回路；103第三冷源控制连接管道回路；104第四冷源控制连接管道回路；11 热源控制连接管道回路；12电热丝。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例如图l所示， 一种反应釜恒温冷冻装置，包括冷源循环系统、液 氨循环系统及热源循环系统。所述冷源循环系统包括冷冻机组1、低温载冷剂储罐2以及四条与低温载 冷剂储罐2相连通的冷源控制连接管道回路10,所述冷源控制连接管道回路10包括有四条，它们的出口温度一致，而回来的温度不同。其中第一冷源控 制连接管道回路101经过冷冻机组1与制冷剂进行热交换，使循环回低温载冷 剂储罐2中的载冷剂温度降低。所述液氨循环系统包括换热器4以及分别与换热器4相连的氨瓶3和液氨 存储罐5，所述换热器4还与第二冷源控制连接管道回路102相连，所述液氨 存储罐5与第三冷源控制连接管道回路103相连，其中第二冷源控制连接管道 回路102是冷却氨的，目的是使氨从环境温度冷却至(j-40'C; —旦未能达到这 个设定温度，就通过第三冷源控制连接管道回路103实施继续冷却。所述热源循环系统包括常温载冷剂存储罐7以及热源控制连接管道回路11。所述反应釜恒温冷冻装置还包括低温反应釜6，所述低温反应釜6与液氨 存储罐5相连通，所述低温反应釜6的釜壁设有反应釜夹套，所述反应釜夹套 分别与低温载冷剂储罐2及常温载冷剂存储罐7以第四冷源控制连接管道回路 104、热源控制连接管道回路11连通。所述载冷剂为乙醇载冷剂；所述换热器4为板式换热器。 所述热源循环系统还包括与常温载冷剂存储罐7连通的带有风机8的盘管 换热系统9回路；所述盘管换热系统9回路还包括可循环加热载冷剂的电热丝12。 当常温下的热态乙醇载冷剂不足以提供足够的热量时，可以在热源循环系 统中打开另一路盘管换热系统9回路，以促进热态乙醇载冷剂对釜内的加热能 力，若仍不足以满足加热条件，则再有控制地打开电热丝12，使循环加热的 热态乙醇载冷剂向反应釜提供更多热量。此外，反应釜恒温冷冻装置中还包括用于传感控制的截止阀、循环动力泵、 压力指示表、安全卸压阀以及温度探头等。本发明的工作原理为冷冻机组1利用系统内部的氟里昂循环，进行制冷， 再通过泵循环，将低温乙醇储罐中的乙醇降低到-75'C。当工艺过程中的反应 釜6需要低温进行反应时，热源系统关闭，反应釜夹套内循环的只能是冷源系 统提供的另一路乙醇载冷剂。液氨循环系统中高压液氨从氨瓶3中输出，进入 板式换热器4时气化，这时低温载冷剂储罐2中的低温乙醇通过与板式换热器 4相连的冷源控制连接管道回路10在板式换热器4处与气态氨进行热交换， 使得氨液化形成常压液氨并进入液氨存储罐5;在液氨存储罐5内的液氨通过与液氨存储罐5处的冷源控制连接管道回路10与低温乙醇进行热交换，进一 步降温并维持液态；之后该低温液氨进入低温反应釜6中，生产中的物料也设 在此低温反应釜6中，进行化学反应，液氨充填在反应物周围，直接吸收反应 热，防止温度波动，此时因反应吸热的液氨在常压下与夹套内的低温乙醇进行 热交换，从而将反应热带走，维持液氨液体状态。当反应结束，反应釜夹套内 由冷源系统提供的乙醇循环关闭，同时热源系统打开，热态乙醇参与循环，并 适时启动合适的增强热源子系统促使液氨气化分离。本实施例中辅助冷却介质一一液氮没有明显的管路构成循环回路，它只参 与物料反应，本身没有发生性质变化，物料反应结束之后，是通过受热汽化排 空的(实际上用水收集)，所以，对本实施例来说，氨瓶中的氨液是在不断消 耗的，但有的系统可以考虑采取氨循环使用，本实施例不明显阐明。此外，氨 的另外一个作用是防止氧化。排出氨时，为防止残余液氨参杂其中，工艺要求 加水稀释物料。具体实施例低温乙醇储罐温度-60 -7(TC，氨液化温度-35 40。C，液氨存储罐温度-40 °C，低温反应釜温度-45。C，常温乙醇罐温度0~-15°C。系统启动后的运行是由 布置的温度探头和压力探头探测而自动控制。当机组运转一定时间，乙醇温度降低到-60'C之后，第2台泵将自动开启。 该泵启动3分钟以后，氨瓶到加氨站之间的气动阀会打开，液氨自动进入液氨 存储罐中，在流入过程中温度被降低下来。如果液氨流动过快，温度没有被降低下来，则气动阔会关闭几分钟，直到 温度符合要求。氨进入反应釜之后，送冷泵会自动开启，以保证反应釜内的温度保持在低 温状态。此时，滴加物料所产生的热量最后会被低温乙醇带走。反应釜内的物料滴加结束，反应过程终止；反应釜的保温过程也已经结束。 在确认了降温过程全部结束之后，程序会自动进入加热流程冷冻设备全部停 止，加热反应釜的泵和自身加热泵会同时打开，回常温乙醇罐的气动球阀也同 时打开。另外，与空气进行热交换的风机也开启，反应釜内的冷量会最后转移 到大气中，液氨逐步汽化成气体，被水吸收。常温乙醇在加热其它物质的同时， 它自身的温度会急剧降低，当低于设定值时，电加热丝会投入工作，以保证汽化速度。本发明总体结构简单、成本低，能有效使用多级载冷剂循环，利用液氨完 成对反应釜内环境的制冷，且反应完成后，利用热源循环系统使得反应釜内的 液氨气化排出，既能迅速有效地带走反应过程中产生的热量，又能达到反应釜 内不能长期存在载冷剂的要求；且其能够精确控制工艺过程的恒温状态，满足 了工艺要求。
权利要求
1.一种反应釜恒温冷冻装置，包括低温反应釜(6)，其特征在于该装置还包括冷源循环系统、液氨循环系统及热源循环系统，所述冷源循环系统包括冷冻机组(1)、低温载冷剂储罐(2)以及若干与低温载冷剂储罐(2)相连通的冷源控制连接管道回路(10)，所述冷源控制连接管道回路(10)包括有四条，其中第一冷源控制连接管道回路(101)经过冷冻机组(1)；所述液氨循环系统包括氨瓶(3)以及与氨瓶(3)连通的液氨存储罐(5)，所述氨瓶(3)与液氨存储罐(5)之间的流通管道经过换热器(4)，第二冷源控制连接管道回路(102)经过所述换热器(4)，第三冷源控制连接管道回路(103)经过所述液氨存储罐(5)；所述热源循环系统包括常温载冷剂存储罐(7)及与所述常温载冷剂存储罐(7)连通的热源控制连接管道回路(11)；所述低温反应釜(6)与液氨存储罐(5)相连通，所述低温反应釜(6)的釜壁设有反应釜夹套，所述反应釜夹套分别与低温载冷剂储罐(2)及常温载冷剂存储罐(7)以第四冷源控制连接管道回路(104)、热源控制连接管道回路(11)连通。
2. 根据权利要求1所述的反应釜恒温冷冻装置，其特征在于所述热 源循环系统还包括与常温载冷剂存储罐(7)连通的带有风机(8)的盘管换 热系统(9)回路。
3. 根据权利要求2所述的反应釜恒温冷冻装置，其特征在于所述盘 管换热系统(9)回路还包括可循环加热载冷剂的电热丝(12)。
4. 根据权利要求1所述的反应釜恒温冷冻装置，其特征在于所述载 冷剂为乙醇载冷剂。
5. 根据权利要求1所述的反应釜恒温冷冻装置，其特征在于所述换热器(4)为板式换热器。
全文摘要
本发明公开了一种反应釜恒温冷冻装置，包括冷源循环系统、液氨循环系统、热源循环系统以及低温反应釜，液氨循环系统包括换热器以及分别与换热器相连的氨瓶和液氨存储罐；热源循环系统包括常温载冷剂存储罐；低温反应釜与液氨存储罐相连通，低温反应釜的釜壁设有反应釜夹套；冷源循环系统包括冷冻机组、低温载冷剂储罐以及若干与低温载冷剂储罐相连的冷源控制连接管道回路，冷源控制连接管道回路分别经过冷冻机组、换热器、液氨存储罐和反应釜夹套；反应釜夹套还与常温载冷剂存储罐以热源控制连接管道回路连通。本发明针对工业上要求加工工艺过程中的反应釜处于恒定低温而设计，以确保精确及时的维持反应釜内物料要求的低温状态。
文档编号F25D19/00GK101254451SQ200710190520
公开日2008年9月3日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者刘明国 申请人:苏州昆拓冷机有限公司