CN207856896U - 一种节能tcu系统以及设有节能tcu系统的反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能TCU系统，包括缓冲罐、循环泵、加热器、冷却器；循环泵输入端设有三通，三通一个进口和缓冲罐出口管路连接，另一个进口用于和反应釜导热介质输出管路连接；循环泵输出端经三通控制阀分别和加热器的导热介质进口、冷却器的导热介质进口连接，加热器的导热介质出口、冷却器的导热介质出口分别和管道混合器进口连接，管道混合器出口用于和反应釜的导热介质输入管路连接；在管道混合器出口管路设有第一温度计，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口开度。本实用新型可以实现温度精度控制，温度控制速度快，安全性能高，更节能，且占地空间小，使用方便，使用一年后没有出现水锤现象，传热介质循环使用，无污染，低成本。

Description

一种节能TCU系统以及设有节能TCU系统的反应釜

技术领域

本实用新型涉及一种节能TCU(Thermal Control Unit，温度控制单元)系统以及设有该节能TCU系统的反应釜。

背景技术

在一些医药项目、精细化工项目中，会经常使用到反应釜。用于特殊反应的反应釜，特别是对于间歇式反应釜，有不同的温度需求。如果使用单一的公用工程对反应釜进行加热或冷却，不仅能耗大，还会导致温控效果差，变温缓慢。

目前，一般采用蒸汽、循环水、醇水溶液切换加热-恒温-沸腾过程，在切换过程中，蒸汽和溶液交替过程带入大量热量，导致反应釜夹套中出现气液两相的情况，进而在夹套、盘管、接管、阀门处出现水锤现象，从而存在设备焊接处破裂的安全隐患。发明人通过现场调研发现，每年更换保温和检维修的费用为10-15万元/20立方米反应釜。同时，在切换加热-冷却介质的过程中，需要将加热-冷却介质二次加热或冷却，导致出现能耗高、操作不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是结合实际工况的需要，提供一种节能TCU系统以及设有该TCU系统的反应釜，不仅避免了气锤现象的发生，同时通过利用热源的温度梯度，达到了节能的目的。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种节能TCU系统，包括缓冲罐、循环泵、加热器、冷却器；所述的循环泵的输入端设有三通，三通的一个进口和缓冲罐的出口管路连接，另一个进口用于和反应釜的导热介质输出管路连接；所述的循环泵的输出端经三通控制阀分别和加热器的导热介质进口、冷却器的导热介质进口连接，所述的加热器的导热介质出口、冷却器的导热介质出口分别和管道混合器的进口连接，所述的管道混合器的出口用于和反应釜的导热介质输入管路连接；在所述的管道混合器的出口管路设有第一温度计，从加热器和冷却器出来的导热介质进入管道混合器后充分混合，热量交换完全，保证温度测量准确，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口的开度将导热介质分配到加热器和冷却器，确保两股液流混合在一起后达到所需要的传热温度，实现精确控制。

一种设有本实用新型所述的节能TCU系统的反应釜，包括反应釜、缓冲罐、循环泵、加热器、冷却器；所述的反应釜的导热介质输出管路、缓冲罐的出口管路经三通和循环泵的输入端连接，所述的循环泵的输出端经三通控制阀分别和加热器的导热介质进口、冷却器的导热介质进口连接，所述的加热器的导热介质出口、冷却器的导热介质出口分别经管道混合器和反应釜的导热介质输入管路的输入端连接；在位于管道混合器出口端的导热介质输入管路上设有第一温度计，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口的开度，在位于反应釜进口端的导热介质输入管路上设有管道喷射器，导热介质进入反应釜前，通过喷射器使导热介质流速增大，进入反应釜的导热介质形成湍流，增加传热效率。

所述的反应釜为夹套式反应釜或盘管式反应釜，反应釜的夹套或盘管下部进口和导热介质输入管路连接，夹套或盘管上部出口和导热介质输出管路连接从而实现热交换。所述的反应釜设有第二温度计，进一步结合第二温度计调节三通控制阀两个出口的开度实现对反应釜双层保护。

所述的缓冲罐设有液位计。缓冲罐用于导热介质如导热油的储存，保证导热油量充足，当温差较大时为导热油提供热胀冷缩空间。

为了保证系统的安全性能，本实用新型的所有的设备都要经过防爆认证，设计为无泄漏机泵。所述的循环泵为屏蔽泵或高温磁力泵。屏蔽泵和高温磁力泵具有全密封、无泄漏、运行可靠、结构简单、维修方便、低噪音的优点。

所述的加热器的上部加热介质进口和加热介质输入管路连接，下部加热介质出口和加热介质输出管路连接；在所述的加热介质输入管路上设有加热介质控制阀和开关阀。所述的冷却器的下部冷却介质进口和冷却介质输入管路连接，上部冷却介质出口和冷却介质输出管路连接；在所述的冷却介质输入管路上设有冷却介质控制阀。上述控制阀起着关闭调节加热介质、冷却介质的流量的作用。上述开关阀起着控制加热器加热介质的进入或切断的作用，提升装置的安全性。

所述的加热介质采用蒸汽。所述的冷却介质采用-15℃乙二醇水溶液。

在本实用新型TCU系统中，循环加热或冷却的采用同一种导热介质，根据温度需求的范围不同，可以选择乙二醇、硅油、有机介质、氟化物等。对于反应釜温度范围-15℃到160℃的使用范围，最佳循环导热介质为由40％vol T55牌号导热油和60％vol D-12牌号导热油构成的导热油。需要加热的工况，导热介质通过加热器进行加热后和反应釜的夹套或盘管进行热交换；需要冷却的工况，导热介质通过冷却器冷却后和反应釜的夹套或盘管进行热交换。

当反应釜需要加热时，加热介质控制阀和开关阀开启通入蒸汽，三通控制阀切换开启导热油进入加热器，冷却器冷却介质控制阀关闭，蒸汽对导热油进行加热，受热的导热油在循环泵的输送下对反应釜循环加热，当达到设定温度后，通过各个控制阀的动态调节导热介质分配到加热器和冷却器的比例对反应釜的温度进行控制，并让温度控制精度在规定的范围内。

当反应釜需要执行冷却时，冷却器冷冻介质控制阀开启通入冷冻剂-15℃乙二醇水溶液，三通控制阀切换开启导热油进入冷却器，加热器加热介质控制阀关闭，冷冻剂对导热油进行降温，降温的导热油在循环泵的输送下对反应釜循环冷却，当达到设定温度后，通过各个控制阀的动态调节导热介质分配到加热器和冷却器的比例对反应釜的温度进行控制，并让温度控制精度在规定的范围内。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过温度计和三通控制阀调节进入加热器和冷却器的导热油比例实现温度精度控制，比一般温度系统精度高，温度控制速度快，安全性能高，更节能，且占地空间小，使用方便，传热介质循环使用，无污染，低成本。

对于相同装置的反应釜，本实用新型TCU系统节能15％/年，同时系统稳定运行，使用一年后没有出现水锤现象，也不发生汽蚀现象。

附图说明

图1为一种设有节能TCU系统的反应釜的结构示意图；

图1中，1-缓冲罐，2-反应釜，3-加热器，4-冷却器，5-循环泵，6-三通控制阀，7-开关阀，8-管道喷射器，9-管道混合器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种节能TCU系统，包括缓冲罐1、循环泵5、加热器3、冷却器4；所述的循环泵5的输入端设有三通，三通的一个进口和缓冲罐1的出口管路连接，另一个进口用于和反应釜2的导热介质输出管路连接；所述的循环泵5的输出端经三通控制阀6分别和加热器3的导热介质进口、冷却器4的导热介质进口连接，所述的加热器3的导热介质出口、冷却器4的导热介质出口分别和管道混合器9的进口连接，所述的管道混合器9的出口用于和反应釜2的导热介质输入管路连接；在所述的管道混合器9的出口管路设有第一温度计，从加热器3和冷却器4出来的导热介质进入管道混合器9后充分混合，热量交换完全，保证温度测量准确，通过第一温度计调节三通控制阀6两个出口的开度将导热介质分配到加热器和冷却器，确保两股液流混合在一起后达到所需要的传热温度，实现精确控制。其中，所述的缓冲罐1设有液位计；所述的循环泵5为屏蔽泵或高温磁力泵。

将上述节能TCU系统用于反应釜实现温度调控，设有节能TCU系统的反应釜包括：反应釜2、缓冲罐1、循环泵5、加热器3、冷却器4；所述的反应釜1的导热介质输出管路、缓冲罐的出口管路经三通和循环泵5的输入端连接，所述的循环泵5的输出端经三通控制阀分别和加热器3的导热介质进口、冷却器4的导热介质进口连接，所述的加热器3的导热介质出口、冷却器4的导热介质出口分别经管道混合器9和反应釜2的导热介质输入管路的输入端连接，在位于管道混合器9出口端的导热介质输入管路上设有第一温度计，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口的开度；在位于反应釜2进口端的导热介质输入管路上设有管道喷射器8。

所述的反应釜2为夹套式反应釜或盘管式反应釜，反应釜的夹套或盘管下部进口和导热介质输入管路连接，夹套或盘管上部出口和导热介质输出管路连接从而实现热交换。所述的反应釜2设有第二温度计，结合第二温度计调节三通控制阀两个出口的开度实现对反应釜双层保护。

所述的加热器3的上部加热介质进口和加热介质输入管路连接，下部加热介质出口和加热介质输出管路连接；在所述的加热介质输入管路上设有加热介质控制阀和开关阀。所述的冷却器4的下部冷却介质进口和冷却介质输入管路连接，上部冷却介质出口和冷却介质输出管路连接；在所述的冷却介质输入管路上设有冷却介质控制阀。上述控制阀起着关闭调节加热介质、冷却介质的流量的作用。

具体使用时：加热介质采用蒸汽，冷却介质采用-15℃乙二醇水溶液，导热介质为由40％vol T55牌号导热油和60％vol D-12牌号导热油构成的导热油。使用一年后没有出现水锤现象，对于5m³反应釜，同类装置节能15％/年。

Claims (10)

1.一种节能TCU系统，其特征在于包括缓冲罐、循环泵、加热器、冷却器；所述的循环泵的输入端设有三通，三通的一个进口和缓冲罐的出口管路连接，另一个进口用于和反应釜的导热介质输出管路连接；所述的循环泵的输出端经三通控制阀分别和加热器的导热介质进口、冷却器的导热介质进口连接，所述的加热器的导热介质出口、冷却器的导热介质出口分别和管道混合器的进口连接，管道混合器的出口用于和反应釜的导热介质输入管路连接；在所述的管道混合器的出口管路设有第一温度计，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口的开度。

2.根据权利要求1所述的节能TCU系统，其特征在于所述的缓冲罐设有液位计；所述的循环泵为屏蔽泵或高温磁力泵。

3.根据权利要求1所述的节能TCU系统，其特征在于所述的加热器的上部加热介质进口和加热介质输入管路连接，下部加热介质出口和加热介质输出管路连接；在所述的加热介质输入管路上设有加热介质控制阀和开关阀。

4.根据权利要求1所述的节能TCU系统，其特征在于所述的冷却器的下部冷却介质进口和冷却介质输入管路连接，上部冷却介质出口和冷却介质输出管路连接；在所述的冷却介质输入管路上设有冷却介质控制阀。

5.一种设有权利要求1所述的节能TCU系统的反应釜，其特征在于包括反应釜、缓冲罐、循环泵、加热器、冷却器；所述的反应釜的导热介质输出管路、缓冲罐的出口管路经三通和循环泵的输入端连接，所述的循环泵的输出端经三通控制阀分别和加热器的导热介质进口、冷却器的导热介质进口连接，所述的加热器的导热介质出口、冷却器的导热介质出口分别经管道混合器和反应釜的导热介质输入管路的输入端连接；在位于管道混合器出口端的导热介质输入管路上设有第一温度计，通过第一温度计调节三通控制阀两个出口的开度，在位于反应釜进口端的导热介质输入管路上设有管道喷射器。

6.根据权利要求5所述的设有节能TCU系统的反应釜，其特征在于所述的反应釜为夹套式反应釜或盘管式反应釜，反应釜的夹套或盘管下部进口和导热介质输入管路连接，夹套或盘管上部出口和导热介质输出管路连接从而实现热交换。

7.根据权利要求5所述的设有节能TCU系统的反应釜，其特征在于所述的反应釜设有第二温度计。

8.根据权利要求5所述的设有节能TCU系统的反应釜，其特征在于所述的缓冲罐设有液位计；所述的循环泵为屏蔽泵或高温磁力泵。

9.根据权利要求5所述的设有节能TCU系统的反应釜，其特征在于所述的加热器的上部加热介质进口和加热介质输入管路连接，下部加热介质出口和加热介质输出管路连接；在所述的加热介质输入管路上设有加热介质控制阀和开关阀。

10.根据权利要求5所述的设有节能TCU系统的反应釜，其特征在于所述的冷却器的下部冷却介质进口和冷却介质输入管路连接，上部冷却介质出口和冷却介质输出管路连接；在所述的冷却介质输入管路上设有冷却介质控制阀。