CN113522202A - 一种加热装置快速加热反应釜的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热装置快速加热反应釜的控制方法，包括以下步骤,将空置的加热装置按照高于反应釜目标温度值的第一温度值进行预加热；将第一反应釜放入预加热的加热装置中，并快速加热至第二温度值，所述第二温度低于反应釜的目标温度值；加热装置达到第二温度值后，进行精准PID控温，直到第一反应釜升温至目标温度值；本发明利用快速加热方式和精确控温方式结合，利用飞温现象的原理进行降低加热时间，从而在确保最终实验温度精准控制的前提下，大幅度提升加热效率，既确保了实验工作效率，同时也保证实验反应温度的稳定。
Description
技术领域
本发明属于反应釜加热领域，尤其是加热装置快速加热发应釜领域。
背景技术
在化学实验中，对反应釜进行加热达到目标温度值后，关闭加热装置，釜内温度还会有一个持续上升过程，达到温度最高值后开始下降；同时，在反应釜内的放热反应中，由于热量没有及时移走，而催化剂的活性又随着温度的增高而不断增加，这种情况下，反应会越来越剧烈，放出来的热量会越来越多，催化剂的活性会越来越高，导致温度持续上升，反应的平衡被破坏；以上情况属于化学反应加热过程中的飞温现象，会影响化学反应效果；因此，目前市面上对于化学反应加热方式普遍都是采用温控PID控制，控温精准，但是这样的方式加热速率很慢，无法满足快速加热的需求，同时也不能解决飞温现象的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种加热装置快速加热反应釜的控制方法，包括以下步骤；
S1、将空置的加热装置按照高于反应釜目标温度值的第一温度值进行预加热；
S2、将反应釜放入预加热的加热装置中，并快速加热至第二温度值，所述第二温度低于反应釜的目标温度值；
S3、加热装置达到第二温度值后，进行精准PID控温，直到反应釜升温至目标温度值。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一温度值为目标温度值的1.5倍。
作为本发明的进一步优化方案，所述第二温度值为反应釜目标温度值和飞温数值之间的差值。
作为本发明的进一步优化方案，所述飞温数值的确立包括以下步骤，B1、将反应釜按照目标温度值进行快速加热；
B2、达到目标温度后停止加热，并获取反应釜内的最高温度值；
B3、反应釜的最高温度值和目标温度值之间的差值为飞温数值；
作为本发明的进一步优化方案，步骤S1和步骤S2中均采用加热装置的最大加热功率进行快速加热。
本发明的有益效果在于：
1)本发明利用快速加热方式和精确控温方式结合，利用飞温现象的原理进行降低加热时间，从而在确保最终实验温度精准控制的前提下，大幅度提升加热效率，既确保了实验工作效率，同时也保证实验反应温度的稳定。
附图说明
图1是本发明的快速加热反应釜的控制方法示意图；
图2是本发明的加热控制方法和传统方法的对比结果示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1至图2所示一种加热装置快速加热反应釜的控制方法，整体包括获取反应釜飞温数值的步骤和进行实际快速加热的步骤；
为了确保反应釜温度控制精度的条件下，提升加热的效率，本申请利用了飞温现象的原理，因此需要先获取飞温温度的数值；为了确保飞温数值的可靠性，需要先提前准备两套相同的反应釜和加热装置，为了区分将反应釜为第一反应釜和第二反应釜，第一反应釜用于实验用，而第二反应釜用于对比获取第一反应釜的飞温数值；
首先，进行获取反应釜飞温数值，包括以下步骤；
步骤1、将第二反应釜按照反应釜的目标温度值进行快速加热，其中，反应釜的目标温度值为300℃；
步骤2、将反应釜加热至目标温度值300℃后关闭加热电源，此时，反应釜内部会产生飞温现象，反应釜内部的温度会有一个惯性的上升，经测量反应釜内部温度最高达到390℃；
步骤3、第二反应釜的最高温度值和目标温度值之间的差值为飞温数值，即飞温数值：390℃-300℃＝90℃；从而得到第一反应釜加热至300℃后其飞温数值为90℃；
随后进行实际的化学实验，控制方法包括以下步骤：
S1、将空置的加热装置按照高于反应釜目标温度值的第一温度值进行预加热，该第一温度值为目标温度值300℃的1.5倍，即第一加热温度值为450℃；实际操作时，加热装置内部是空置的，不放入反应釜，满功率加热空置的加热装置到达450℃后关闭加热电源；
S2、将第一反应釜放入预加热的加热装置中，并快速加热至第二温度值，所述第二温度低于反应釜的目标温度值；该第二温度值具体为目标温度值和飞温数值之间的差值，即第二加热温度值为300℃-90℃＝210℃；
S3、加热装置达到第二温度值后，进行精准PID控温，直到反应釜升温至目标温度值；具体的，调整加热装置的加热模式，通过满功率对加热装置进行加热，当釜内测温达到210℃后自动切换到PID精确控温模式，后面自动在PID控温和余温加热双重作用下达到目标温度300℃；
这里需要说明的是，第二温度之所以会低于第一温度，是因为在将第一反应釜放入加热装置内部时，在第一反应釜放入过程中，加热装置会散失大量热量，当第一反应釜放入加热装置内部后，加热装置内散失热量后的温度一般会低于目标温度值；因此还需要第二次加热进行提温；
传统的加热方式相当于冷加热，装置还没加热就把反应釜放进去，等于反应釜其实得到的是一个低温环境，加热比较慢，影响加热效率；而本申请在第一次加热让加热装置先加热到一个高温，然后把反应釜容器放进去，这样加热的效率很高；
此外，在将第一反应釜放入加热装置内部时，加热装置散失后的温度越接近目标温度，那么加热装置断开电源时的加热装置的温度值就越是理想状态的加热器温度值，此为第一温度值选择的标准；
进一步的，本申请设定两组实验，分别记为实验组和对照组，实验组采用本发明的加热方法加热，对照组采用传统的加热方式，
设定常温30℃为起始加热温度，分别记录两组实验中反应釜加热到300℃的用时时间，参见附图2的本发明和传统加热方式对比的实验结果图，其中，1、实验组用时15分钟，而对照组由于受飞温影响的不稳定性，用时45分钟，本发明相对于传统加热方式节省了三分之二的时间；同时，实验组到达目标温度后最大反应釜内温度是302℃，飞温2℃以内，减少了飞温对实验的影响，保证反应釜化学实验精准高效；
因此，相对于传统加热的方法，本发明利用快速加热模式和精确控温模式结合，实现加热装置和反应釜之间的快速升温的效果，并且基本无飞温现象，减少加热时间，提高实验工作效率，同时保证实验反应温度稳定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种加热装置快速加热反应釜的控制方法,其特征在于：包括以下步骤；
S1、将空置的加热装置按照高于反应釜目标温度值的第一温度值进行预加热；
S2、将第一反应釜放入预加热的加热装置中，并快速加热至第二温度值，所述第二温度低于反应釜的目标温度值；
S3、加热装置达到第二温度值后，进行精准PID控温，直到第一反应釜升温至目标温度值。
2.根据权利要求1所述的一种加热装置快速加热反应釜的控制方法,其特征在于：所述第一温度值为目标温度值的1.5倍。
3.根据权利要求2所述的一种加热装置快速加热反应釜的控制方法,其特征在于：所述第二温度值为目标温度值和飞温数值之间的差值。
4.根据权利要求3所述的一种加热装置快速加热反应釜的控制方法,其特征在于：所述飞温数值的确立包括以下步骤，
B1、将第二反应釜按照目标温度值进行快速加热；
B2、达到目标温度后停止加热，并获取第二反应釜内的最高温度值；
B3、第二反应釜的最高温度值和目标温度值之间的差值为飞温数值。
5.根据权利要求4所述的一种加热装置快速加热反应釜的控制方法的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S2中均采用加热装置的最大加热功率进行快速加热。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2021
- 2021-08-24 CN CN202110974804.1A patent/CN113522202A/zh active Pending
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