專利名稱：三層三溫度面絕熱爐的制作方法
技術領域：
本發明為一種三層三溫度面絕熱爐，屬于加熱裝置，特別適用于化工反應裝置中管式反應器的加熱，例如小型微分管式反應裝置、小型積分管式反應裝置、小型多管串聯反應裝置、小型多管并聯反應裝置、單管中試反應裝置、單管尾氣循環中試反應裝置等。
背景技術：
隨著化工反應動力學中催化反應的絕熱溫升和反應器放大研究的深入，人們對絕熱反應器的絕熱性能和控溫精度要求越來越高。在絕熱反應器的設計過程中若不充分考慮反應自身的熱效應(吸熱或放熱)引起的溫度變化，導致反應器器壁與外界發生熱量傳遞， 造成絕熱反應器的絕熱性下降，從而使測量的絕熱溫升與實際值之間產生大的偏差。絕熱反應器一般具有兩種結構一種為電爐式絕熱反應器，一種為液浴式絕熱反應器。常見的電爐式絕熱反應器是傳統雙層雙溫度面絕熱爐。傳統雙層雙溫度面絕熱爐，由內加熱控制層、絕熱層、外加熱控制層、外保溫層組成，結構簡單。絕熱層左側的內加熱控制層的加熱設定溫度為反應器要求的溫度，絕熱層右側的外加熱控制層的加熱設定溫度與內加熱控制層的加熱設定溫度一致，絕熱層兩側不存在溫度差，起到絕熱效果。當內加熱控制層加熱到溫度T時，外加熱控制層也加熱到溫度T。隨著產生反應熱 Q，反應器器壁與絕熱層左側的內加熱控制層之間發生熱交換，從而使絕熱層左側的溫度變為(Τ+ΔΤ)。而絕熱層右側的溫度仍為外加熱控制層的加熱溫度T。絕熱層兩側產生溫度差Δ T，發生熱交換，造成絕熱爐的絕熱效果下降。實驗的過程中無法根據實驗中產生的反應熱大小靈活調節絕熱控溫精度，同時外加熱控制層的加熱溫度過高，增加加熱能耗和操作的安全隱患。
發明內容
本發明的目的在于克服傳統絕熱爐中絕熱效果差、控溫精度低、加熱能耗高的不足，充分考慮了反應自身的熱效應對軸向傳熱的影響，提供一種三層三溫度面絕熱爐。三層三溫度面絕熱爐由內加熱控制層O)、內保溫層(3)、絕熱溫度測量層、絕熱層(5)、外加熱控制層(6)、外保溫層(7)及絕熱爐外殼(17)組成。其特征在于絕熱爐內有內保溫層(3)、絕熱層( 及外保溫層(7)三層和內加熱溫度控制面(11)、絕熱溫度測量面(14)及外加熱溫度控制面(1 三個溫度面。所述的內加熱控制層(2)有內加熱層電爐絲(9)和內加熱層測溫管(12)。內加熱層測溫管(1 內的測溫熱電偶將實測的溫度信號給到加熱儀表，儀表通過繼電器來控制內加熱層電爐絲(9)的工作狀況。儀表的設定值為反應器要求控制的溫度，手動設置。從而保證內加熱溫度控制面(11)的溫度與反應器器壁溫度一致。所述的絕熱溫度測量層(4)有絕熱溫度測量層測溫管(1 。絕熱溫度測量層測溫管(1 不放置在加熱爐絲旁，保證在無任何加熱源的情況下測量出絕熱溫度測量面(14)(絕熱層(5)內側的溫度)TI2，并將該溫度值實時動態的作為絕熱層外側加熱儀表的設定值，使絕熱層內外兩側溫度完全相同不發生熱傳遞，實現絕熱。所述的外加熱控制層(6)有外加熱層電爐絲(8)和外加熱層測溫管(16)。加熱儀表的設定值為絕熱層(5)內側的溫度TI2，系統隨著TI2的變化自動調節儀表的設定值，從而保證絕熱溫度測量面(14)(絕熱層(5)內側)的溫度和外加熱溫度控制面(1 (絕熱層 (5)外側)的溫度一致，使絕熱層(5)內外側的溫度差幾乎為零，達到更好的絕熱效果。所述的內加熱控制層O)中熱電偶控制該層的加熱溫度TIC1，絕熱溫度測量層
(4)中熱電偶測量該層溫度T12，然后將溫度信號轉變為外加熱控制層(6)中加熱儀表的設定溫度，外加熱控制層(6)中熱電偶控制該層的加熱溫度TIC2。所述的內加熱層測溫管(12)、絕熱溫度測量層測溫管(1 及外加熱層測溫管 (16)中的測溫點的個數及位置一一對應。所述的絕熱爐可以為一段爐、兩段爐、三段爐及更多段爐，爐膛溫度為室溫 800 "C。本發明綜合考慮反應自身的熱效應及絕熱爐橫向縱向的散熱損失情況，對傳統雙層雙溫度面絕熱爐進行了結構上的改進，提供的三層三溫度面絕熱爐具有如下優點1、控溫精度更高。以絕熱溫度測量面(14)的溫度作為外加熱控制層(6)加熱儀表的設定值，而不是以內加熱溫度控制面(11)的溫度作為加熱儀表的設定值。由于內加熱溫度控制面(11)靠近加熱爐絲會產生一定的溫度偏差，而絕熱溫度測量面(14)與內加熱層電爐絲(9)之間有內保溫層(3)，控溫更精確。2、絕熱效果更好。絕熱層(5)內側的溫度TI2作為絕熱層(5)外側的外加熱控制層(6)加熱儀表的設定值，根據TI2的實際測量值隨時調節加熱儀表的設定值，實現絕熱層
(5)兩側溫度的動態平衡，保證溫度差幾乎為零，提高絕熱爐的絕熱效果。3、外加熱控制層的加熱能耗降低。由于內保溫層(3)的存在，絕熱溫度測量面 (14)的溫度TI2比內加熱溫度控制面(11)的溫度低，所以外加熱控制層(6)需要提供的加熱能耗比傳統雙層雙溫度面絕熱爐更低。
圖1為三層三溫度面絕熱爐的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實例說明本發明裝置的應用，但本發明并不限于此。實施例1 在分別安裝有三層三溫度面絕熱爐和傳統雙層雙溫度面絕熱爐的兩臺微反裝置中做甘油加氫實驗，保證工藝條件均相同的條件下考查兩種形式的絕熱爐的絕熱效果。設定三層三溫度面絕熱爐的內加熱控制層對應的溫度控制儀表的設定值為 380°C，開啟加熱。設定傳統雙層雙溫度面絕熱爐的內加熱控制層和外加熱控制層相對應的溫度控制儀表的設定值均為380°C，開啟加熱。待絕熱爐溫度穩定后進料反應。系統穩定后，傳統雙層雙溫度面絕熱爐中反應床層溫度為383. 2°C，而三層三溫度面絕熱爐中反應床層溫度為387. 5°C。因為甘油加氫為放熱反應，系統穩定后三層三溫度面絕熱爐中反應床層
4溫度高于傳統雙層雙溫度面絕熱爐中反應床層溫度，三層三溫度面絕熱爐中反應器器壁與外界熱交換比傳統雙層雙溫度面絕熱爐少或不發生熱傳遞，所以三層三溫度面絕熱爐的絕熱效果優于傳統雙層雙溫度面絕熱爐的絕熱效果。
權利要求
1.三層三溫度面絕熱爐由內加熱控制層O)、內保溫層(3)、絕熱溫度測量層、絕熱層(5)、外加熱控制層(6)、外保溫層(7)及絕熱爐外殼(17)組成。其特征在于絕熱爐內有內保溫層(3)、絕熱層( 及外保溫層(7)三層和內加熱溫度控制面(11)、絕熱溫度測量面(14)及外加熱溫度控制面(1 三個溫度面。
2.根據權利要求1所述的三層三溫度面絕熱爐，其特征在于所述的內加熱控制層(2) 有內加熱層電爐絲(9)和內加熱層測溫管(12)。內加熱層測溫管(12)內的測溫熱電偶將實測的溫度信號給到加熱儀表，儀表通過繼電器來控制內加熱層電爐絲(9)的工作狀況。 儀表的設定值為反應器要求控制的溫度，手動設置。從而保證內加熱溫度控制面(11)的溫度與反應器器壁溫度一致。
3.根據權利要求1所述的三層三溫度面絕熱爐，其特征在于所述的絕熱溫度測量層(4)有絕熱溫度測量層測溫管(1 。絕熱溫度測量層測溫管(1 不放置在加熱爐絲旁，保證在無任何加熱源的情況下測量出絕熱溫度測量面(14)(絕熱層(5)內側的溫度)TI2，并將該溫度值實時動態的作為絕熱層外側加熱儀表的設定值，使絕熱層內外兩側溫度完全相同不發生熱傳遞，實現絕熱。
4.根據權利要求1所述的三層三溫度面絕熱爐，其特征在于所述的外加熱控制層(6) 有外加熱層電爐絲(8)和外加熱層測溫管(16)。加熱儀表的設定值為絕熱層(5)內側的溫度TI2，系統隨著TI2的變化自動調節儀表的設定值，從而保證絕熱溫度測量面(14)(絕熱層(5)內側)的溫度和外加熱溫度控制面(1 (絕熱層( 外側)的溫度一致，使絕熱層(5)內外側的溫度差幾乎為零，達到更好的絕熱效果。
5.根據權利要求1所述的三層三溫度面絕熱爐，其特征在于內加熱控制層O)中熱電偶控制該層的加熱溫度TIC1，絕熱溫度測量層(4)中熱電偶測量該層溫度TI2，然后將溫度信號轉變為外加熱控制層(6)中加熱儀表的設定溫度，外加熱控制層(6)中熱電偶控制該層的加熱溫度TIC2。
6.根據權利要求1所述的三層三溫度面絕熱爐，其特征在于所述的內加熱層測溫管 (12)、絕熱溫度測量層測溫管(1 及外加熱層測溫管(16)中的測溫點的個數及位置一一對應。
全文摘要
三層三溫度面絕熱爐，屬于加熱裝置。包括內加熱控制層(2)、內保溫層(3)、絕熱溫度測量層(4)、絕熱層(5)、外加熱控制層(6)、外保溫層(7)和絕熱爐外殼(17)。三層三溫度面絕熱爐的設計過程中綜合考慮了反應自身的吸熱或放熱及裝置軸向徑向散熱情況，克服了傳統雙層雙溫度面絕熱爐絕熱效果差、控溫精度低、加熱能耗高等缺點，實現對絕熱層溫度的動態平衡控制，保證了絕熱爐的絕熱性，提高了控溫精度，降低了加熱能耗，符合節約型社會的發展要求。
文檔編號B01J19/00GK102441358SQ20111028746
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者喬冠東 申請人:天津市鵬翔科技有限公司