[實用新型]一種半實物仿真的氯化反應釜

有效

• 申請號: 201520606483.X
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN204891874U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 王金葉;李應選;張子謙;高領;張秀濤;陳媛媛
• 申請（專利權）人: 河南萊帕克化工設備制造有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;C07C53/16;C07C51/363
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民;許延麗

技術領域

本實用新型涉及化工實訓教學領域，具體講涉及一種半實物仿真的氯化反應釜。

背景技術

在高校化工實訓教學領域，由于化工生產行業本身的特殊性，操作狀態常常是高溫高壓、物料體系有毒有害，存在著安全隱患。若完全將實訓裝置做成冷模，給學生的真實感不強，影響學生對工程知識的掌握，特別是對反應熱效應缺乏較為直觀的認知途徑。例如氯乙酸作為一種重要的化工原料，用途廣泛，氯乙酸實訓教學也變得十分重要。工業上常見的生產氯乙酸工藝是氯氣和乙酸催化反應生成氯乙酸。但由于原料氯氣有毒性，乙酸有較強的腐蝕性與刺激性，因此在實訓教學過程中如果采用真實物料進行實驗危險性較大。

發明內容

本實用新型的目的正是針對上述現有存在的不足之處而提供一種半實物仿真的氯化反應釜，通入空氣、水作為模擬仿真反應原料，根據加料配比計算出反應熱，在氯化反應釜內置入可以程序控溫的電加熱器，真實再現反應熱效應，讓學生在綠色安全的環境下學習工業氯乙酸生產過程的反應熱效應，更直觀地認識實際化工反應過程。

本實用新型的目的可通過下述技術措施來實現：

本實用新型的半實物仿真的氯化反應釜，其特征在于：它包括由釜體、釜蓋構成的氯化反應釜，與所述氯化反應釜共軸線方式設置、且一端向上延伸至釜蓋外部的攪拌軸，安裝在所述攪拌軸頂端的攪拌電機，安裝在所述攪拌軸底端的攪拌槳，設置在釜體內腔底部的電加熱器，設置在釜體外部的熱效應程序控制器，所述電加熱器通過電連接方式分別與熱效應程序控制器和外部電源相連接；在所述釜體的外部套裝有釜夾套，所述釜夾套與釜體之間形成冷卻腔，在釜夾套的底部連接有冷卻水入口管，在釜夾套的頂部連接有冷卻水出口管；在所述釜蓋的頂部開設有分別用于連接進液管、出氣管和溫度傳感器的功能口，在所述釜體的底部開設有分別用于連接進氣管和出料管的功能口。

本實用新型中所述熱效應程序控制器的型號為KC01，以STC51系列單片機為核心。

本實用新型中所述溫度傳感器用于實時檢測仿真反應過程中的物料溫度；所述熱效應程序控制器用于控制電加熱器的發熱。

本實用新型的原理如下：

本實用新型通過熱效應程序控制器對電加熱器進行程序控溫，以水模擬乙酸，空氣模擬氯氣，真實再現了氯氣和乙酸催化反應生成氯乙酸的反應熱效應。更具體講，本實用新型經進液管通入一定體積的水來模擬乙酸，經進氣管鼓入一定流量的空氣來模擬氯氣；由熱效應程序控制器控制電加熱器發熱，并啟動攪拌電機帶動攪拌槳均勻攪拌物料；隨著反應熱的不斷釋放，還需要經冷卻水入口管給釜夾套的冷卻腔中通入冷卻水進行降溫，使氯化反應釜內的物料維持最適合的催化反應溫度范圍；再由溫度傳感器實時檢測仿真反應過程的物料溫度。

其中，熱效應程序控制器接收模擬的氯氣質量流量信號或上位機設定的流量信號，經A/D轉換后存入單片機。以反應方程式計算的理論反應熱為目標，經邏輯運算輸出PWM控制信息，驅動功率調節器控制電加熱器產生對應的熱功率。從而真實再現反應過程的熱效應。由于仿真過程是以水代替乙酸進行模擬，兩種物質比熱不同，而溫度傳感器檢測的是水中的溫度，所以通過反應方程式計算的理論反應熱需要經過修正，使得水的表觀溫度與實際物系的溫度一致，修正后的熱效應參數經計算后，適量調整PWM的輸出。乙酸總量參數是仿真反應的結束條件，在工作過程中，根據氯氣質量的累計數據實時計算乙酸的消耗，當乙酸消耗完時反應過程結束，單片機停止PWM信號輸出，則仿真過程也隨之終止。

本實用新型的有益效果如下：

由于本實用新型通過熱效應程序控制器對電加熱器進行程序控溫，以水模擬乙酸，空氣模擬氯氣，真實再現了氯氣和乙酸催化反應生成氯乙酸的反應熱效應，所以便于學生在綠色安全的環境下學習工業氯乙酸生產過程的反應熱效應，更直觀地認識實際化工反應過程。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的結構示意圖。

圖2是熱效應程序控制器的工作原理圖。

圖中序號：1、攪拌槳，2、釜夾套，3、進液管，4、攪拌電機，5、溫度傳感器，6、出氣管,7、氯化反應釜，7-1、釜體，7-2、釜蓋，8、冷卻水出口管，9、電加熱器，10、出料管，11、冷卻水入口管，12、熱效應程序控制器，13、進氣管，14、攪拌軸。

具體實施方式

本實用新型以下將結合實施例（附圖）作進一步描述：