[發明專利]一種冷阱的氣流加熱除霜方法

無效

• 申請號: 201410165699.7
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103920303A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 孫彬;邊新超;劉焱龍;馮立棟;項盛;李杲;陳學思
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01D8/00
• 分類號: B01D8/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明屬于冷阱的除霜方法領域，具體涉及一種冷阱的氣流加熱除霜方法。

背景技術

冷阱又稱冷凝捕集器，是利用低溫冷壁來捕集可凝性蒸氣的一種低溫冷凝捕集器。冷阱被廣泛應用于高真空和超高真空系統中，安裝在主泵入口和真空室之間的管路上。冷阱不僅能有效地捕集來自蒸氣流泵的返流蒸氣和部分裂解物，而且還可抽除來自真空室內的可凝性蒸氣。冷阱的應用主要有兩方面，一方面在真空冷凍干燥裝置中的應用；另一方面在于醫藥和化工領域高真空條件下對工藝介質可凝性氣體的捕集。

在高真空下，返流蒸氣會直接凝華在冷阱的冷壁表面，凝結成霜。而隨著冷阱運行時間的不斷延長，冷壁表面的霜會越積越厚，完全包覆住冷阱的冷壁，由于介質形成霜的熱導率較金屬材料低很多，會造成冷阱補集效率急劇下降，影響真空泵及系統真空。另外，由于結霜過多，也會造成冷阱堵塞，造成系統真空下降，影響正常的工藝，甚至由于高壓發生危險。根據冷阱應用范圍的不同，所結霜物理化學性質也大不相同，在冷凍干燥機的冷阱中，霜的成分主要是水結成的冰，而在醫藥化工領域中，霜的成分則是千差萬別，包括有機溶劑、化工原料、以及一些熱敏性的原料。而這些材料的熔點差距非常大，從-100℃～200℃不等，因此給除霜帶來了很大的麻煩。另外，在真空冷凍干燥領域一般是間歇操作，因此對冷阱的工作方式沒有嚴格的要求；而在醫藥和化工領域，大部分是不能間斷的工藝，要求冷阱具有連續操作的特性，這對冷阱的除霜方法提出了新的要求-簡單快捷，耗時短，準備周期短。

目前用于除霜的方法有兩種，一種是采用低壓蒸汽除霜，即在除霜工段，冷阱內保持一定的真空度，加熱冷阱內的物料，使其在低壓下沸騰，通過該物料的蒸汽與凝結在冷阱冷壁上的固態物料接觸傳熱使霜融化；另一種方法是將冷阱的冷媒關閉，通入熱媒，通過冷阱的冷壁加熱使物料融化。第一種方法適用于低沸點的物料，如水、有機溶劑、液氨等，但對于高沸點或者熱敏性的物料卻無法勝任。而第二種方法可以適用于高沸點的物料，但由于冷熱媒介交替通入，冷熱媒的返混以及設備本身的熱慣性，導致能耗很高，此外，由于冷熱媒交替切換，設備由冷狀態到熱狀態，自身需要加熱，以及設備自身的熱阻兩方面原因，使設備達到預定溫度的時間長，除霜效率低，除霜后再次降溫的時間長，有效工作時間短。

發明內容

本發明的目的是提供一種冷阱的氣流加熱除霜方法，該方法適用于霜成分為熱敏性、高沸點的物質，同時該方法能耗低、速度快、除霜效率高。

本發明提供一種冷阱的氣流加熱除霜方法，該方法包括：

步驟一：將第一冷阱、鼓風加熱裝置和第二冷阱并聯連接，所述的鼓風加熱裝置為鼓風機和電加熱裝置串聯的裝置，真空泵和系統分別都與第一冷阱和第二冷阱連接；

步驟二：關閉鼓風加熱裝置與第一冷阱連接的進口閥門和出口閥門，打開系統與第一冷阱連接的入口閥門和真空泵與第一冷阱連接的入口閥門，打開第一冷阱中的冷媒進口閥門、冷媒出口閥門、夾套的冷媒進口閥門和夾套的冷媒出口閥門，關閉第一冷阱中的夾套的熱媒進口閥門和夾套的熱媒出口閥門，第一冷阱正常工作；

步驟三：當需要對第一冷阱進行除霜處理時，關閉系統與第一冷阱連接的入口閥門和真空泵與第一冷阱連接的入口閥門，打開系統與第二冷阱連接的入口閥門和真空泵與第二冷阱連接的入口閥門，將真空泵和系統切換至第二冷阱；

步驟四：打開惰性氣體裝置與第一冷阱連接的入口閥門、鼓風加熱裝置與第一冷阱連接的進口閥門和出口閥門，使第一冷阱內充滿惰性氣體，關閉第一冷阱中的冷媒進口閥門和夾套的冷媒進口閥門，開啟鼓風機，再開啟電加熱裝置，惰性氣流經過第一冷阱和鼓風機，被電加熱裝置加熱后再流入第一冷阱內循環加熱，當溫度達到物料的熔點后，物料開始融化，液體流入到第一冷阱中的儲料槽中，除霜過程結束。

優選的是，所述的鼓風機包括壓風機、軸流風機、離心風機或羅茨風機。

優選的是，所述的電加熱裝置包括電加熱器、蒸汽加熱裝置、導熱油加熱裝置或燃燒爐加熱裝置。

優選的是，所述的惰性氣體包括氦氣、氖氣、氬氣、氙氣、氮氣、空氣或氧氣。

本發明的有益效果

1、本發明一種冷阱的氣流加熱除霜方法，是以氣流作為熱載體，具有密度小，比熱小的特點，加熱速度和升溫速度都很快，加熱熱載體所耗的無用熱少；該方法中熱氣流能直接與物料接觸，傳熱面積大，傳熱效率高，冷阱內結成的霜會因接觸熱氣流而很快融化流走，會隨折流板流至儲料槽中；同時，熱氣流在冷阱中流動，傳熱方式接近為對流傳熱，傳熱系數大；