组合式节能无搅拌溶剂热合成装置的制作方法

本实用新型涉及溶剂热合成技术领域，尤其涉及一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置。

背景技术：

对于传统材料的溶剂热合成：实验室主要采用合成反应釜+烘箱，工业放大则采用长径比较小的反应釜+机械搅拌+油浴。但是，对于温度和压力较为敏感的材料的溶剂热合成，如特种硅铝比分子筛、特殊暴露晶面的新材料，则往往需要温度稳定、传热效果较好、无扰动环境等条件，甚至需要在合成过程中可以取样分析以监测反应晶化过程。

传统溶剂热合成放大，一般采用长径比小的反应釜，搅拌反应时间需要1-3天，但是对于一些合成较为困难的材料，往往需要更高压力、更长时间来实现。在这个过程中，相对于长径比大的反应釜，长径比小的反应釜的使用压力范围要小，长时间运行釜内上下温度、中心和边缘温度变动较大，需要搅拌才能有效传热，降温过程不能立马切断热源，水冷或自冷过程较为缓慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置；主要用于对温度和压力较为敏感、且耗时较长的材料溶剂热合成过程。所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置由长径比大的单管反应器组成阵列后，前后加装蓄热室，通过热空气换向加热实现溶剂热合成过程。

这种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，包括：外部釜体和蓄热室；外部釜体前后加蓄热室，所述外部釜体内设有若干个带压的单管反应器，组成单管反应器阵列；所述单管反应器通过法兰连接，单管反应器上配有泄压阀，单管反应器安装在有筛孔的隔板上；所述蓄热室通过换向阀进行气体交换。

作为优选，所述外部釜体上方还设有上釜盖，所述外部釜体下方还设有下釜盖。

作为优选，所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用热空气加热代替水热或油浴作为热源。

作为优选，所述蓄热室由若干蜂窝状蓄热体组成，所述蓄热体采用的材质有堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石或致密莫来石。

作为优选，所述单管反应器的数量取决于外部釜体的空间大小，单管反应器的长径比在(5：1)～(20：1)之间。

作为优选，所述蓄热室包括蓄热室a和蓄热室b，蓄热室a与下釜盖相连；蓄热室b与上釜盖相连；蓄热室a的换向阀b与蓄热室b的换向阀d直接相连，通过调节换向阀b与换向阀d，令从蓄热室a出来的热空气进入蓄热室b；蓄热室b的换向阀c与蓄热室a的换向阀a直接相连，通过调节换向阀c与换向阀a，使从蓄热室b出来的热空气进入蓄热室a。

作为优选，所述外部釜体外表面加装保温层。

作为优选，所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用四段测温，在上釜盖、外部釜体、下釜盖和单管反应器的位置上分别设置测温点a、测温点b、测温点c和测温点d，并分别加装温度传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，降低热空气排放温度，保证釜体上下温度均匀，实现节能需求和反应过程中温度稳定要求；用热空气加热代替水热或油浴，热源方便切断，减少降温过程等待时间和冷却介质用量。

附图说明

图1为组合式节能无搅拌溶剂热合成装置图；

图2为单管反应器和外部釜体图；

图3为蓄热室和蓄热体图。

附图标记说明：换向阀a1、换向阀b2、换向阀c3、换向阀d4、蓄热室a5、外部釜体6、蓄热室b7、测温点d8、上釜盖9、测温点a10、测温点b11、单管反应器12、测温点c13、下釜盖14、隔板15、法兰16、泄压阀17、管体18、蓄热体19。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

本实用新型提供一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，主要用于对温度和压力较为敏感、且耗时较长的材料溶剂热合成过程，其主要特征在于，所述合成装置由长径比较大的单管反应器组成阵列后，前后加装蓄热室，通过热空气换向加热实现溶剂热合成过程，反应过程中无需搅拌，单管反应器内部压力较大，整个合成装置内部压力较小，切断热源后单管反应器可以取出和替换。

这种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，包括：外部釜体6和蓄热室；外部釜体6前后加蓄热室，所述外部釜体6内设有若干个带压的单管反应器12，组成单管反应器阵列；所述单管反应器12通过法兰16连接，单管反应器12上配有泄压阀17，单管反应器12安装在有筛孔的隔板15上；所述蓄热室通过换向阀进行气体交换。

如图1所示，所述外部釜体6上方还设有上釜盖9，所述外部釜体6下方还设有下釜盖14。

如图1所示，所述蓄热室包括蓄热室a5和蓄热室b7，蓄热室a5与下釜盖14相连；蓄热室b7与上釜盖9相连；蓄热室a5的换向阀b2与蓄热室b7的换向阀d4直接相连，通过调节换向阀b2与换向阀d4，令从蓄热室a5出来的热空气进入蓄热室b7；蓄热室b7的换向阀c3与蓄热室a5的换向阀a1直接相连，通过调节换向阀c3与换向阀a1，使从蓄热室b7出来的热空气进入蓄热室a5。

如图3所示，所述蓄热室由若干蜂窝状蓄热体19组成，所述蓄热体19采用的材质有堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石或致密莫来石。孔型和规格尺寸可以实际需求定制。

所述单管反应器12的数量取决于外部釜体6的空间大小，单管反应器12的长径比在(5：1)～(20：1)之间。

所述外部釜体6外表面加装保温层；切断热源后，单管反应器12在常压下从上釜盖9和下釜盖14取出和替换，监测材料合成过程和多批次合成。如图2所示，所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用四段测温，在上釜盖9、外部釜体6、下釜盖14和单管反应器12的位置上分别设置测温点a10、测温点b11、测温点c13和测温点d8，并分别加装温度传感器。

所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用热空气加热代替水热或油浴作为热源。

所述溶剂热合成装置内部单管反应器压力可以设计较大，装有泄压阀17，以满足不同材料合成，同时合成装置内自身压力较小，满足合成装置安全需求。

技术特征：

1.组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，包括：外部釜体(6)和蓄热室；外部釜体(6)前后加蓄热室，所述外部釜体(6)内设有若干个带压的单管反应器(12)，组成单管反应器阵列；所述单管反应器(12)通过法兰(16)连接，单管反应器(12)上配有泄压阀(17)，单管反应器(12)安装在有筛孔的隔板(15)上；所述蓄热室通过换向阀进行气体交换。

2.根据权利要求1所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述外部釜体(6)上方还设有上釜盖(9)，所述外部釜体(6)下方还设有下釜盖(14)。

3.根据权利要求1所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用热空气加热代替水热或油浴作为热源。

4.根据权利要求1所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述蓄热室由若干蜂窝状蓄热体(19)组成，所述蓄热体(19)采用的材质有堇青石质、莫来石质、铝质、刚玉莫来石质、致密堇青石或致密莫来石。

5.根据权利要求1所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述单管反应器(12)的数量取决于外部釜体(6)的空间大小，单管反应器(12)的长径比在(5：1)～(20：1)之间。

6.根据权利要求2所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述蓄热室包括蓄热室a(5)和蓄热室b(7)，蓄热室a(5)与下釜盖(14)相连；蓄热室b(7)与上釜盖(9)相连；蓄热室a(5)的换向阀b(2)与蓄热室b(7)的换向阀d(4)直接相连，通过调节换向阀b(2)与换向阀d(4)，令从蓄热室a(5)出来的热空气进入蓄热室b(7)；蓄热室b(7)的换向阀c(3)与蓄热室a(5)的换向阀a(1)直接相连，通过调节换向阀c(3)与换向阀a(1)，使从蓄热室b(7)出来的热空气进入蓄热室a(5)。

7.根据权利要求2所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述外部釜体(6)外表面加装保温层。

8.根据权利要求2所述的组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，其特征在于，所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用四段测温，在上釜盖(9)、外部釜体(6)、下釜盖(14)和单管反应器(12)的位置上分别设置测温点a(10)、测温点b(11)、测温点c(13)和测温点d(8)，并分别加装温度传感器。

技术总结
本实用新型涉及一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，包括：外部釜体和蓄热室；外部釜体前后加蓄热室，所述外部釜体内设有若干个带压的单管反应器，组成单管反应器阵列；所述单管反应器通过法兰连接，单管反应器上配有泄压阀，单管反应器安装在有筛孔的隔板上；所述蓄热室通过换向阀进行气体交换；所述外部釜体上方还设有上釜盖，所述外部釜体下方还设有下釜盖；所述组合式节能无搅拌溶剂热合成装置采用热空气加热代替水热或油浴作为热源。本实用新型的有益效果是：采用一种组合式节能无搅拌溶剂热合成装置，保证釜体上下温度均匀，实现节能需求和反应过程中温度稳定要求；热源方便切断，减少降温过程等待时间和冷却介质用量。

技术研发人员：刘春红;胡达清;胡晨晖;赵金龙;孙士恩;蒋楠;卓佐西;廖达琛;祁志福;陈文华;邱鹤
受保护的技术使用者：浙江浙能技术研究院有限公司;浙江天地环保科技有限公司
技术研发日：2019.09.27
技术公布日：2020.06.26