CN205279440U - 一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，包括电磁加热装置和熔盐循环装置；电磁加热装置包括金属制的壳体；在壳体内设置有若干根换热列管，换热列管的入口、出口分别与乙二胺入口、乙二胺出口相连通；换热列管间隙形成换热腔，熔盐入口、熔盐出口分别与换热腔相连通；壳体外侧缠绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈的两端连接在控制器上；熔盐循环装置包括循环泵和内置有换热管的熔盐储罐；熔盐储罐与换热腔形成循环回路。本实用新型可快速将乙二胺气体加热至300℃以上，换热效率高，熔盐在封闭回路内进行循环，热损失小，同时解决了环境污染和安全隐患双重问题，节能环保，实用性强。

Description

一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种加热装置，具体涉及一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置。

背景技术

三乙烯二胺（TEDA），化学名称为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷，分子式为N（CH₂CH₂）₃N，分子量112.18。三乙烯二胺为对称的笼状分子，是一种无色、易吸湿的晶体，常温下升华，宜贮存于密闭及干燥容器内。TEDA广泛用于聚氨酯泡沫、弹性体与塑料制品及成型工艺，此外，还可用作乙烯聚合催化剂及环氧乙烷烃聚合催化剂，其衍生物可用作腐蚀抑制剂、乳化剂等，应用十分广泛。

根据使用的原料不同，目前合成三乙烯二胺主要有以下几种方法：（1）由哌嗪及其衍生物合成，（2）由二乙醇胺合成，（3）由乙二胺合成，（4）由乙二胺和乙醇胺共同合成，（5）由乙醇胺合成，（6）由环氧乙烷合成。其中，以乙二胺作为原料合成三乙烯二胺，是在适当的催化剂作用下，乙二胺通过气相脱氨杂环化一步合成三乙烯二胺。在这个路线中，需要将乙二胺汽化、并将气态乙二胺升温到250℃以上的高温，才能进行环合反应；当气态乙二胺的温度达到300℃以上时，环合反应的速度快、收率高。

工厂中常用的对物料升温方法是使用化工换热器，通过热交换吸收热源热量、达到对物料升温的目的，最常用热源为低压蒸汽。但是，低压蒸汽对物料的升温只能达到100℃左右，更高的温度需要高压蒸汽或沸点更高的介质来进行换热。一般的中小企业出于经济性和安全性的考虑，通常不采取高压蒸汽的方法，而是以高温高沸介质作为热源来加热乙二胺，最常被用作热源的一种高沸介质就是熔盐。

当前工业中最常用的熔盐是由53%硝酸钾、7%的硝酸钠、40%的亚硝酸钠组成的混合物，其熔点是142℃，可在150~540℃内安全使用。熔盐与导热油相比，在相同的压力线可获得更高的使用温度，且熔盐类热载体不***、不燃烧，耐热稳定性能好，其泄露蒸汽无毒，传热系数是其他有机热载体的2倍，更加适合三乙烯二胺的制备体系。

现在化工厂中一般都采用电阻式加热或燃煤式加热来加热熔盐。电阻式加热是指通过电热丝、电热管等电阻式加热元件，通过热辐射的方式，对熔盐进行高温加热，再输送至换热器；电阻式加热的升温速度非常慢，预热时间长，特别是电热管表面易结碳、结焦，而且极易氧化损坏，使用寿命短，维修困难；电热管一旦被击穿，会使高温导热油泄露，轻则引起燃烧，重则发生***，后果不堪设想。燃煤式加热是指通过煤燃烧所产生的热量来加热熔盐、再输送至用热设备；燃煤式加热过程中煤使用量大、升温速度慢，而且会产生大量的煤烟，严重污染环境；特别是，在化工生产场所使用明火会带来非常巨大的安全隐患，必须严格禁止。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，该装置采用电磁变频加热熔盐、进而将乙二胺气体加热至300℃以上，加热速度快，不产生污染物，能耗低。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，包括电磁加热装置和熔盐循环装置；

所述电磁加热装置包括金属制的壳体、设置在壳体上的乙二胺入口、乙二胺出口、熔盐入口、熔盐出口；所述壳体外部设置有绝缘层，壳体内部设置有若干根换热列管，换热列管的入口与乙二胺入口相连通，换热列管的出口与乙二胺出口相连通；壳体与换热列管之间的间隙形成换热腔，熔盐入口、熔盐出口分别与换热腔相连通；在壳体的外侧缠绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈的两端连接在实现变频的控制器上；

所述熔盐循环装置包括熔盐储罐、循环泵；熔盐储罐一端与熔盐出口相连通，另一端通过循环泵连通至熔盐入口，熔盐储罐与换热腔之间形成循环回路；所述熔盐储罐内部设置有与电油炉相连通的换热管，换热管为列管式换热管或盘管式换热管；所述熔盐储罐位于设备最低处，所述熔盐循环装置的管道设有便于熔盐全部回到熔盐储罐的倾斜度。

本实用新型的进一步改进在于：所述壳体为横置圆柱形，乙二胺入口、乙二胺出口分别设置在壳体的左右两端，熔盐入口设置于壳体的右侧底部，熔盐出口设置于壳体的左侧顶部。

本实用新型的进一步改进在于：所述电磁感应线圈为外包有绝缘层的多股铜线，电磁感应线圈均匀地螺旋缠绕在壳体上。

本实用新型的进一步改进在于：所述电磁感应线圈为外包有玻璃纤维层的多股铜线。

本实用新型的进一步改进在于：所述换热列管围绕壳体的轴心均匀排布。

本实用新型的进一步改进在于：所述熔盐储罐为密闭设备，熔盐储罐外壁设置有保温层；熔盐储罐的容积是熔盐受热后的膨胀量与停止运行时高温熔盐排放量的总和。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型提供了一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，该装置运用高频电磁感应线圈发热的原理、将熔盐快速加热至高温，通过熔盐将乙二胺气体加热至300℃以上，满足了化工生产的需要，提高了乙二胺的环合反应速度和反应收率；本装置加热速度快、换热效率高，非常节能；熔盐在一个封闭回路内进行循环，热损失小，热转化率可达97%以上，节能降耗成果显著。本实用新型的加热过程用电量少，不产生污染物，并实现了熔盐和电的分离，同时解决了环境污染和安全隐患双重问题，节能环保，实用性强，非常适宜工业化推广。

本实用新型限定熔盐储罐位于整个装置的最低位置，且熔盐循环装置的管道保持合理的弯曲度和适宜的倾斜度，以方便装置停止运行时，熔盐能够全部快速流回熔盐储罐、不在管道中残存，有效避免高温熔盐冷却时对管道和壳体产生损害。

熔盐储罐内设置有换热管，通过电油炉将导热油加热至150℃以上、然后送入换热管内将固体盐加热成熔盐，熔盐再进入熔盐循环管道。电油炉仅在设备开工时使用一次，随后熔盐将会保持高温循环；电油炉的加热过程耗时短，能耗低。熔盐的性质稳定，高温下不挥发、不分解、不***、不燃烧、不碳化，因此并不需要时常补充熔盐，且整个熔盐循环装置运行非常稳定，无需时常检修，使用寿命长。

在熔盐储罐外部以及熔盐循环管道上均设置有保温层，一方面能够提高导热油的换热传热效率，减少热损失，另一方面能够避免工作人员误被高温导热油烫伤，保证人员安全。

本实用新型对壳体上乙二胺入口、乙二胺出口、熔盐入口、熔盐出口的位置和换热列管的分布都进行了具体限定，保证了熔盐和乙二胺气体之间良好的热交换效果，缩短了加热时间，降低了加热能耗。

本实用新型进一步限定电磁感应线圈为外部包有玻璃纤维绝缘层的多股铜线，能够满足高频电流、高频电压的使用要求，玻璃纤维绝缘层耐热性和绝缘性都很好，延长了电磁加热装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型A-A方向的壳体侧视示意图；

其中，1、壳体，2、乙二胺入口，3、乙二胺出口，4、熔盐入口，5、熔盐出口，6、换热列管，7、换热腔，8、电磁感应线圈，9、控制器，10、熔盐储罐，11、循环泵，12、电油炉。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。

一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，包括电磁加热装置和熔盐循环装置。

如图1所示，电磁加热装置包括壳体1，壳体1为横置的圆柱形，由金属制成；在壳体1的外壁上包裹有绝缘层。如图2所示，壳体1内设置有若干根换热列管6，换热列管6的长度方向与壳体1的长度方向一致，换热列管6围绕壳体1的轴心均匀排布；换热列管6的间隙形成换热腔7。

在壳体1的左右两端分别设置有乙二胺入口2、乙二胺出口3；其中，所有换热列管6的入口均与乙二胺入口2相连通，所有换热列管6的出口与乙二胺出口3相连通。壳体的右侧底部开设有熔盐入口4，壳体1的左侧顶部开设有熔盐出口5；熔盐入口4、熔盐出口5分别与换热腔7相连通。熔盐在换热腔中对换热列管内流动的低温乙二胺气体进行加热，加热后高温乙二胺气体由乙二胺出口3送出，换热后的熔盐由熔盐出口送回熔盐储罐10、继续循环。

在壳体1的外侧螺旋缠绕有电磁感应线圈8，所述电磁感应线圈8为外部包有绝缘层的多股铜线。电磁感应线圈8的两端连接控制器9上；控制器9由电源处理电路、变频震荡电路、高频放大电路、驱动电路以及智能控制、保护电路、波形整形电路组成，能够实现变频功能，控制器9的变频范围为50Hz~50KHz。电磁感应线圈通高频、高压脉冲电流，壳体在高频电磁场作用下产生涡流；因为涡流的作用使壳体温度升高，位于壳体内换热腔中的熔盐被加热，高温熔盐通过换热列管对低温乙二胺气体进行加热。

如图1所示，所述熔盐循环装置包括熔盐储罐10、循环泵11。熔盐储罐10是一个密闭设备，熔盐储罐10上相对设置两个出口，左侧出口通过管道与熔盐出口5相连通，右侧出口通过管道与熔盐入口4相连通，熔盐储罐10与熔盐入口4之间的管道上设置有循环泵11。熔盐储罐10和换热腔7之间形成循环回路，通过循环泵11的驱动实现熔盐的循环。熔盐储罐10位于设备最低处，且熔盐循环装置的管道设有一定的倾斜度，便于停止运行是熔盐全部快速回到熔盐储罐内。

在熔盐储罐10内部设置有换热管，换热管与电油炉12相连通、形成回路；电油炉12加热导热油，高温导热油进入换热管、对换热管外的固体盐进行加热至熔融；当熔盐储罐10中的固体盐全部熔融后，关闭电油炉。换热管选用列管式换热管或盘管式换热管，换热面积大，熔融速度快。

由于熔盐温度较高，为了提高熔盐的换热传热效率、避免热损失，同时避免工作人员烫伤，在熔盐储罐10外部以及熔盐循环管道上均设置保温层。

本实用新型的工作过程为：

将粉状的固体盐放入熔盐储罐内，通过电油炉加热的导热油将固体盐加热到熔点以上，使其粘度达到可以循环的程度；与此同时，使用电磁加热装置对壳体进行预热、以放置熔盐在流经冷管时发生凝固。待壳体加热到熔盐的熔点以上，开启循环泵，将熔盐送入换热腔；低温乙二胺气体被送入换热列管中。控制器将50Hz的交流电压转换成频率为5~50KHz的高频电压，电磁感应线圈通高频、高压脉冲电流，壳体在高频电磁场作用下产生涡流、从而使壳体温度升高；换热腔中的熔盐被加热至高温，高温熔盐通过换热列管的管壁对低温乙二胺气体进行加热、然后经熔盐出口被送回熔盐储罐中进行循环，升温后的高温乙二胺气体由乙二胺出口排出、进入合成工段。熔盐电磁加热装置停止运行时，全部熔盐快速流回熔盐储罐中储存。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：包括电磁加热装置和熔盐循环装置；

所述电磁加热装置包括金属制的壳体（1）和设置在壳体（1）上的乙二胺入口（2）、乙二胺出口（3）、熔盐入口（4）、熔盐出口（5）；所述壳体（1）外部设置有绝缘层，壳体（1）内部设置有若干根换热列管（6），换热列管（6）的入口与乙二胺入口（2）相连通，换热列管（6）的出口与乙二胺出口（3）相连通；壳体（1）与换热列管（6）的间隙形成换热腔（7），熔盐入口（4）、熔盐出口（5）分别与换热腔（7）相连通；在壳体（1）的外侧缠绕有电磁感应线圈（8），电磁感应线圈（8）的两端连接在实现变频的控制器（9）上；

所述熔盐循环装置包括熔盐储罐（10）、循环泵（11）；熔盐储罐（10）一端与熔盐出口（5）相连通，另一端通过循环泵（11）连通至熔盐入口（4），熔盐储罐（10）与换热腔（7）之间形成循环回路；所述熔盐储罐（10）内部设置有与电油炉（12）相连通的换热管，换热管为列管式换热管或盘管式换热管；所述熔盐储罐（10）位于设备最低处，所述熔盐循环装置的管道设有便于熔盐全部回到熔盐储罐（10）的倾斜度。

2.根据权利要求1所述的一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：所述壳体（1）为横置圆柱形，乙二胺入口（2）、乙二胺出口（3）分别设置在壳体（1）的左右两端，熔盐入口（4）设置于壳体（1）的右侧底部，熔盐出口（5）设置于壳体（1）的左侧顶部。

3.根据权利要求2所述的一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：所述电磁感应线圈（8）为外包有绝缘层的多股铜线，电磁感应线圈（8）均匀地螺旋缠绕在壳体（1）上。

4.根据权利要求3所述的一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：所述电磁感应线圈（8）为外包有玻璃纤维层的多股铜线。

5.根据权利要求4所述的一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：所述换热列管（6）围绕壳体（1）的轴心均匀排布。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种乙二胺加热用熔盐电磁加热装置，其特征在于：所述熔盐储罐（10）为密闭设备，熔盐储罐（10）外壁设置有保温层；熔盐储罐（10）的容积是熔盐受热后的膨胀量与停止运行时高温熔盐排放量的总和。