工业化碳化硅微反应器集成装置的制作方法

1.本实用新型属于碳化硅微反应器技术领域，具体地说，尤其涉及一种工业化碳化硅微反应器集成装置。


背景技术：

2.微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。目前，现有的工业化碳化硅微反应器主要采用多个碳化硅微反应器串联而成的微反应器机组，其适用于实验室或一定规模的中试生产，但不适用于工业级生产。目前，还没有工业化的微反应器集成装置。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工业化碳化硅微反应器集成装置，其结构紧凑，适用于工业化生产，使用方便，便于控制，反应系统通过多组并联的换热通道进行换热，换热效果更均衡，同时可以精确控制物料和冷媒流量，保证了物料反应效果。
4.所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，包括物料缓冲系统、物料输送系统、反应系统、温度控制系统和自动控制系统，物料缓冲系统通过物料输送系统与反应系统连接，温度控制系统与反应系统连接，自动控制系统分别与物料缓冲系统、温度控制系统和反应系统连接。
5.优选地，所述物料缓冲系统包括两个以上的物料缓冲罐，物料缓冲罐底部设有截止阀。
6.优选地，所述物料输送系统包括输送管道，输送管道上设有输送泵，输送管道两端分别与物料缓冲系统和反应系统连接。
7.优选地，所述温度控制系统包括冷却换热系统，冷却换热系统通过两组以上并联的换热通道与反应系统连接，换热通道上设有换热控制阀和温度传感器a。
8.优选地，所述自动控制系统包括电器控制柜，截止阀、输送泵、温度传感器a和换热控制阀分别与电器控制柜连接。
9.优选地，所述反应系统为碳化硅微反应器，碳化硅微反应器上设有温度传感器b和压力传感器，温度传感器b和压力传感器与电器控制柜连接。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.1、本实用新型将多种系统组装在一个平台上，便于装配、使用、运输和销售，集成化程度高，同时适用于工业化生产；
12.2、物料缓冲系统可根据需要设置多个物料缓冲罐，电器控制柜通过控制不同的截止阀，可实现多种物料比例上的精准调控；
13.3、温度控制系统通过增设多组并联的换热通道进行换热，使反应系统换热更均衡稳定，同时，温度控制系统的换热控制阀采用四氟电动比例调节阀，使冷媒流量的控制更精确，并带有pid连续整定功能，可实现反应系统温度的精确控制；
14.4、本实用新型的自动控制系统采用西门子simatic 1500系列，可实现远程控制，使用更方便，且该自动控制系统集成安全联锁功能，通过采集整个系统重点部位的温度、压力、液位、流量等重点参数，用于系统安全联锁控制，根据设备性能和产品工艺，设定合理的超温、超压保护参数，实现合理的超温超压停车流程自动投入。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型的主视图；
17.图3为本实用新型的左视图；
18.图4为本实用新型的俯视图。
19.图中，1、物料缓冲系统；11、物料缓冲罐；12、物料缓冲罐；13、呼吸阀；14、截止阀；2、物料输送系统；21、输送管道；22、电机；23、输送泵；3、自动控制系统；4、温度控制系统；41、换热通道；42、换热控制阀；5、反应系统。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
21.实施例一：工业化碳化硅微反应器集成装置，包括物料缓冲系统1、物料输送系统2、反应系统5、温度控制系统4和自动控制系统3，物料缓冲系统1通过物料输送系统2与反应系统5连接，温度控制系统4与反应系统5连接，自动控制系统3分别与物料缓冲系统1、温度控制系统4和反应系统5连接。
22.实施例二：所述物料缓冲系统1包括多个的物料缓冲罐11，物料缓冲罐11的个数根据需要设置，物料缓冲罐11上端设有进料口12和呼吸阀13，物料缓冲罐11底部设有截止阀14；物料输送系统2包括多根输送管道21，每根输送管道21上分别设有输送泵23，输送泵23与电机22连接，每根输送管道21两端分别与物料缓冲系统1中的一个物料缓冲罐11连接，多根输送管道21分别与反应系统5连接；温度控制系统4包括冷却换热系统，冷却换热系统内设有冷媒，冷却换热系统通过多组并联的换热通道41与反应系统5连接，每组换热通道41上分别设有换热控制阀42，换热控制阀42采用四氟电动比例调节阀；自动控制系统3采用西门子simatic 1500系列，自动控制系统3包括电器控制柜，截止阀14、输送泵23、电机22和换热控制阀42分别与电器控制柜连接。
23.本实用新型中反应系统5为无压烧结的碳化硅微反应器，碳化硅微反应器上连接有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器与电器控制柜连接，电器控制柜内设有控制器，控制器控制截止阀14、输送泵23和换热控制阀42的通断。
24.本实用新型在使用时，物料通过进料口12进入物料缓冲罐11存放，不同的物料缓冲罐11内放置不同物料。工作时，可通过控制器通过各个截止阀14的通断来调节每种物料的投入量，电机22带动输送泵23将相应的物料送入反应系统5内进行化学反应，在此过程中，化学反应会放热，冷却换热系统通过换热控制阀42和换热通道41将冷媒送入反应系统5
内进行换热，根据温度传感器和压力传感器的信号反馈，操作人员可通过控制器调节换热控制阀42，来控制冷媒的流量，从而精确控制反应温度，反应后的物料经反应系统5的出料口排出进入下一工序，从而实现工业化生产。


技术特征：
1.一种工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：包括物料缓冲系统（1）、物料输送系统（2）、反应系统（5）、温度控制系统（4）和自动控制系统（3），物料缓冲系统（1）通过物料输送系统（2）与反应系统（5）连接，温度控制系统（4）与反应系统（5）连接，自动控制系统（3）分别与物料缓冲系统（1）、温度控制系统（4）和反应系统（5）连接。2.根据权利要求1所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：所述物料缓冲系统（1）包括两个以上的物料缓冲罐（11），物料缓冲罐（11）上端设有进料口（12）和呼吸阀（13），物料缓冲罐（11）底部设有截止阀（14）。3.根据权利要求2所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：所述物料输送系统（2）包括输送管道（21），输送管道（21）上设有输送泵（23），输送泵（23）与电机（22）连接，输送管道（21）两端分别与物料缓冲系统（1）和反应系统（5）连接。4.根据权利要求3所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：所述温度控制系统（4）包括冷却换热系统，冷却换热系统通过两组以上并联的换热通道（41）与反应系统（5）连接，换热通道（41）上设有换热控制阀（42）。5.根据权利要求4所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：所述自动控制系统（3）包括电器控制柜，截止阀（14）、输送泵（23）和换热控制阀（42）分别与电器控制柜连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的工业化碳化硅微反应器集成装置，其特征在于：所述反应系统（5）为碳化硅微反应器，碳化硅微反应器上设有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器与电器控制柜连接。

技术总结
本实用新型公开了一种工业化碳化硅微反应器集成装置，其属于碳化硅微反应器技术领域。它主要包括物料缓冲系统、物料输送系统、反应系统、温度控制系统和自动控制系统，物料缓冲系统通过物料输送系统与反应系统连接，温度控制系统与反应系统连接，自动控制系统分别与物料缓冲系统、温度控制系统和反应系统连接。本实用新型结构紧凑，适用于工业化生产，使用方便，便于控制，反应系统通过多组并联的换热通道进行换热，换热效果更均衡，同时可以精确控制物料和冷媒流量，保证了物料反应效果。本实用新型主要用于化学反应工业化生产。实用新型主要用于化学反应工业化生产。实用新型主要用于化学反应工业化生产。


技术研发人员：胡尊奎 胡立群
受保护的技术使用者：山东金德新材料有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/1/14