CN212391739U - 一种反应过程中高低热源切换控制*** - Google Patents

Abstract

一种反应过程高低热源切换控制***，其特征在于，具体包括加热控制***和冷却控制***两大部分，所述加热控制***由热源供应***、高温储液罐、高温转料泵、流量计及若干管线及阀门组成，所述冷却控制***包括制冷***、低温储液罐、低温转料泵、流量计及若干阀门和管线等，所述加热控制***和冷却控制***同时与反应***通过管线建有连接，可实现反应提温和降温过程、甚至是深度冷却过程的自动切换，大大提高能源利用率，降低能量消耗；***设置简单、利于工业化，适用范围广。

Description

一种反应过程中高低热源切换控制***

技术领域

本发明涉及化工自动控制设备技术领域，特别涉及一种反应过程中高低热源切换控制***。

背景技术

在化工生产过程中，根据反应工艺条件的需要，常通过加热或冷却来实现升温或降温的目的。大多数工业生产过程中加热提温通常采用夹套通蒸汽或电加热等方式，降温多采用通循环冷却水或冷媒水等方式实现，在实际的生产过程，难免会造成蒸汽或冷媒的大量浪费，随着绿色循环低碳经济政策的不断推进，如何实现工业生产的高效节能成为近年来及以后很长一段时间内亟待解决的热门问题。

发明内容

为适应现有工艺技术发展需要，本发明提供一种反应过程高低热源切换控制***，可实现反应提温和降温过程、甚至是深度冷却过程的自动切换，大大提高能源利用率，降低能量消耗，***设置简单、利于工业化推广。

本申请的技术方案为：

一种反应过程高低热源切换控制***，包括加热控制***、冷却控制***和反应***，其特征在于，所述加热控制***包括高温储液罐，所述高温储液罐的底部和上部分别设有高温介质第一进口和高温介质第二进口，所述高温储液罐侧壁底部设有高温介质出口，所述高温储液罐内设有第一温度传感器和第一液位传感器，所述冷却控制***包括低温储液罐，所述低温储液罐顶部设有第一低温介质入口和第二低温介质入口，所述低温储液罐底部设有第一低温介质出口和第二低温介质出口，所述低温储液罐内设有第五温度传感器、第六温度传感器和第二液位传感器，所述反应***包括反应罐，所述反应罐的外侧设有夹套，所述夹套底部设有夹套层进口，所述夹套顶部设有夹套层出口；

所述高温介质第一进口与热源供应***通过管线建有连接，所述管线上串联电磁阀门与高温储液罐设置的第一温度传感器之间建有自动联锁装置，所述高温介质出口和第一低温介质出口均与循环夹套层进口通过管线建有连接，所述高温介质出口与循环夹套层进口之间的管线上依次串联有高温转料泵、高温介质流量计和控制阀门，所述第一低温介质出口与循环夹套层进口之间的管线串联有转料泵和控制阀门，所述夹套层出口与高温介质第二进口和第一低温介质入口通过管线建有连接，所述夹套层出口与高温介质第二进口之间的管线上设有第一电磁控制阀门，所述夹套层出口与第一低温介质入口之间的管线上设有第二电磁控制阀门，所述第一液位传感器和第二液位传感器与第一电磁控制阀门和第一电磁控制阀门之间建有自动联锁装置。

进一步的，所述低温储液罐连接冷却交换器，所述冷却交换器侧壁底部和顶部分别设有低温冷却介质进口和低温冷却介质出口，所述冷却交换器的底部和顶部分别设有低温储液进口和低温储液出口，所述第二低温介质出口与低温储液进口通过管线连接，所述管线上设有低温转料泵与低温流量计，所述第二低温介质入口与低温储液出口通过管线连接，所述低温储液出口设有第四温度传感器，且第四温度传感器与低温冷却介质进口管线上串联的电磁阀门之间设有联锁。

进一步地，所述高温转料泵与高温流量计之间建有变频联锁，所述液位传感器与低温介质转料泵之间建有变频联锁。

进一步的，所述冷却交换器可以为碳钢材质的列管式换热器

有益效果为：该发明可根据反应工艺参数自由设定高温加热***和低温冷却***的介质温度，控温范围可通过改变控温介质任意调整；可实现反应提温和降温过程、甚至是深度冷却过程的自动切换，大大提高能源利用率，降低能量消耗；***设置简单、利于工业化，适用范围广。

附图说明

图1.为本发明装置一种结构示意图。

其中：1.高温储液罐，11.高温介质第一进口，12.高温介质出口，13.高温介质第二进口，14.第一温度传感器，15.第一液位传感器，16.高温转料泵，17.高温介质流量计2.反应罐，21.夹套层进口，22.夹套层出口，23.第二温度传感器，24.第三温度传感器，25第一电磁控制阀门，26第二.电磁控制阀门，3.低温储液罐，31. 第一低温介质出口， 32. 第一低温介质入口，33. 第二低温介质入口，34.第二低温介质出口，35第五温度传感器，36.第六温度传感器，37.第二液位传感器，38.低温介质转料泵，4.冷却交换器，41. 低温冷却介质进口，42. 低温储液出口，43低温储液进口， 44.低温冷却介质出口，45.第四温度传感器。

具体实施方式

为了更好的说明本实用新型的有益作用，现结合具体实施方式和附图做进一步的解释。

一种反应过程高低热源切换控制***，其具体包括加热控制***和冷却控制***两大部分，加热控制***和冷却控制***通过管线同时与反应***建有连接，并由设置的自动联锁***实现反应***升温和降温过程的自动切换。

一种反应过程高低热源切换控制***，包括加热控制***、冷却控制***和反应***，其特征在于，所述加热控制***包括高温储液罐1，所述高温储液罐1的底部和上部分别设有高温介质第一进口11和高温介质第二进口13，所述高温储液罐1侧壁底部设有高温介质出口12，所述高温储液罐1内设有第一温度传感器14和第一液位传感器15，所述冷却控制***包括低温储液罐3，所述低温储液罐3顶部设有第一低温介质入口32和第二低温介质入口33，所述低温储液罐3底部设有第一低温介质出口31和第二低温介质出口34，所述低温储液罐3内设有第五温度传感器35、第六温度传感器36和第二液位传感器37，所述反应***包括反应罐2，所述反应罐的外侧设有夹套，所述夹套底部设有夹套层进口21，所述夹套顶部设有夹套层出口22；

所述高温介质第一进口11与热源供应***通过管线建有连接，所述管线上串联电磁阀门与高温储液罐设置的第一温度传感器14之间建有自动联锁装置，所述高温介质出口12和第一低温介质出口31均与循环夹套层进口21通过管线建有连接，所述高温介质出口12与循环夹套层进口21之间的管线上依次串联有高温转料泵16、高温介质流量计17和控制阀门，所述第一低温介质出口31与循环夹套层进口21之间的管线串联有转料泵和控制阀门，所述夹套层出口22与高温介质第二进口13和第一低温介质入口32通过管线建有连接，所述夹套层出口22与高温介质第二进口13之间的管线上设有第一电磁控制阀门25，所述夹套层出口22与第一低温介质入口32之间的管线上设有第二电磁控制阀门26，所述第一液位传感器15和第二液位传感器37与第一电磁控制阀门25和第一电磁控制阀门25之间建有自动联锁装置。

进一步的，所述低温储液罐3连接冷却交换器4，所述冷却交换器4侧壁底部和顶部分别设有低温冷却介质进口41和低温冷却介质出口44，所述冷却交换器4的底部和顶部分别设有低温储液进口43和低温储液出口42，所述第二低温介质出口34与低温储液进口43通过管线连接，所述管线上设有低温转料泵38与低温流量计39，所述第二低温介质入口33与低温储液出口42通过管线连接，所述低温储液出口42设有第四温度传感器45，且第四温度传感器45与低温冷却介质进口41管线上串联的电磁阀门之间设有联锁。

其中，上述高温储液罐1高温介质第一进口11与热源供应***通过管线建有连接，管线上串联电磁阀门与高温储液罐1设置的第一温度传感器14之间建有自动联锁装置，通过自动调节热源通入阀门的开度实现反应***工艺所需温度的提温介质恒定温度控制，可有效避免工业生产加热过程大量热量的浪费。

进一步地，所述高温转料泵16与高温流量计17之间建有变频联锁，通过设置高温介质流量计17的流量工艺值，实现高温转料泵变频值的自动调节。

进一步地，所述高温储液罐1上第一温度传感器14同时设有高温报警值。

其中，上述低温储液罐的第二液位传感器37设有液位高、低报警值，且第二液位传感器37与低温介质转料泵38之间设有自动联锁，当低温储液罐液位低于设定工艺要求低值时，转料泵38自动停止工作。

更进一步地，所述冷却交换器顶部低温储液出口42设有第四温度传感器45，且第四温度传感器45与低温冷却介质进口41管线上串联的电磁阀门之间设有联锁，根据设定的降温工艺所需温度参数，自动调节冷却介质控制阀门开度，使低温储液罐内液体逐步恒定至工艺要求温度内。

进一步地，所述低温储液罐3上第五温度传感器35和第六温度传感器36分别设有高温报警限和低温报警限。

其中，上述反应***循环夹层出口22处设置的第三温度传感器24、与高温储液罐1和低温储液罐2连接管线上串联的第一电磁阀门25和第二电磁阀门26、高温储液罐1和低温储液罐2上设置的第一液位传感器15和第二液位传感器37之间设有自动联锁控制***，当反应***循环夹层出口温度＞设定温度范围时，自动开启与高温储液罐连接的管路、闭合与低温储液罐连接的管路，使循环介质回至高温储液罐；当反应***循环夹层出口温度≤设定温度范围时，自动开启与低温储液罐连接的管路、闭合与高温储液罐连接的管路，使循环介质回至低温储液罐；当高温储液罐1和低温储液罐2位达到设定高报警值时，自动切断循环介质回路阀门。

进一步地，所述反应***循环夹层介质出口同时与其他循环***建有连接或直接进入循环介质池，上述循环介质可以选择水、导热油、多元醇等中的任一种。

其中，上述高温储液罐1和低温储液罐2均设有排空阀。

下面以水为循环介质，进一步说明本发明的工作原理：

一种反应过程冷热水切换控制***，具体主要由提温加热控制***和降温冷却控制***两大部分组成，提温加热控制***和降温冷却控制***通过管线同时与反应***建有连接，并由设置的自动联锁***实现反应***升温和降温过程的自动切换。

其中，当以水为循环介质时，所涉及的高温热源选择蒸汽、低温冷源选择冰机制冷；

其中，当反应***需要加热提温时，所述的提温加热控制***中，首先完成恒温热水的制备，与热水储罐1的高温介质第一进口11连接的蒸汽管道上的阀门通过与储罐1上设置的第一温度传感器14之间设置的自动联锁，按照反应***所需的工艺温度参数，自动调节并使储罐内的热水恒定在工艺温度要求范围；然后满足工艺参数温度的热水经储罐1高温介质出口12经高温转料泵16、高温流量计17和高温介质管线阀门后由反应罐2夹套层进口21进入为反应***提供所需的提温热源；

其中，所述的高温介质为热水，其温度范围可根据反应***工艺参数要求选择70~160℃内任意稳定控制；

进一步地，所述的高温转料泵16与高温流量计17之间设有自动变频联锁，可通过控制转料泵的工作频率稳定高温介质的流量，从而满足工艺要求的反应温度参数；

进一步地，所述的热水储液罐1上第一温度传感器14设有高温报警值，当储罐内热水温度超过设定温度高值时，开启报警并自动停止加热。

其中，当反应***需要冷却降温时，所述的冷却降温控制***中，首先通过启动恒温冷水制备***，冷水储罐3中的低温水经第二低温介质出口34经冷却交换器4的低温储液进口43进入，通过冰机制冷***冷却后经低温储液出口42流入冷水储罐3，实现冷水的恒温过程；然后降温冷却水通过第一低温介质出口31经转料泵、流量计和阀门等经反应***夹套层进口21进入反应***提供反应所需的降温冷却水；

进一步地，所述的低温介质为冷水，其温度范围能够按照反应***工艺要求选择-10~15℃内任意稳定调节；

进一步地，所述的低温转料泵38与低温流量计39之间设有自动变频联锁，通过调节低温转料泵的工作频率控制进入冷却交换器冷水介质的流量，实现冷水罐内恒定的工艺要求温度；

进一步地，所述的冷水储液罐3上同时设有高、低温报警传感器，当储罐内冷水温度超过高温报警值或低于低温报警值，自动开启或关闭制冷***；

进一步地，所述的冷水储液罐3设有第二液位传感器37，且其与低温介质转料泵38之间设有自动联锁，当冷水储液罐液位低于设定低值时，低温介质转料泵38自动停止转料；

更进一步地，所述的第一低温介质出口31通向夹套层进口21的连接线路建有常温冷却水旁路，可以满足不同温度范围的冷却降温切换要求，同时，当冷水储液罐3内液位达到低位报警值，可随时对冷水储液罐进行补水；

进一步地，所述冷却交换器可以为碳钢材质的列管式换热器，其规格可根据实际反应工艺所需冷却温度参数选择。

其中，所述的回水从反应***夹套层出口22排出，当第三温度传感器24显示t≥30℃时，自动开启第一电磁阀门25，闭合第二电磁控制阀门26，回水经高温介质第二进口13回至热水储罐1内，在第一温度传感器与蒸汽管道阀门的自动联锁调节下，实现热水储罐内介质的恒定高温；当第三温度传感器24显示t＜30℃时，自动第二电磁控制阀门26，闭合第一电磁控制阀门25，回水经冷水储罐进口32回至冷水储罐3内；

进一步地，所述的夹套层出口22与.高温介质第二进口13管线上的第一电磁阀门25与第一液位传感器15之间、夹套层出口22与连接第一低温介质入口32管线上的第二电磁阀门26与第二液位传感器37之间同时设有自动联锁，当热（冷）水储液罐液位超过设定高位报警值时，自动切断循环回水进入储液罐的阀门；

进一步地，所述的夹套层出口22同时与其他反应循环***或循环介质池建有连接。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种反应过程中高低热源切换控制***，包括加热控制***、冷却控制***和反应***，其特征在于，所述加热控制***包括高温储液罐，所述高温储液罐的底部和上部分别设有高温介质第一进口和高温介质第二进口，所述高温储液罐侧壁底部设有高温介质出口，所述高温储液罐内设有第一温度传感器和第一液位传感器，所述冷却控制***包括低温储液罐，所述低温储液罐顶部设有第一低温介质入口和第二低温介质入口，所述低温储液罐底部设有第一低温介质出口和第二低温介质出口，所述低温储液罐内设有第五温度传感器、第六温度传感器和第二液位传感器，所述反应***包括反应罐，所述反应罐的外侧设有夹套，所述夹套底部设有夹套层进口，所述夹套顶部设有夹套层出口；

所述高温介质第一进口与热源供应***通过管线建有连接，所述管线上串联电磁阀门与高温储液罐设置的第一温度传感器之间建有自动联锁装置，所述高温介质出口和第一低温介质出口均与循环夹套层进口通过管线建有连接，所述高温介质出口与循环夹套层进口之间的管线上依次串联有高温转料泵、高温介质流量计和控制阀门，所述第一低温介质出口与循环夹套层进口之间的管线串联有转料泵和控制阀门，所述夹套层出口与高温介质第二进口和第一低温介质入口通过管线建有连接，所述夹套层出口与高温介质第二进口之间的管线上设有第一电磁控制阀门，所述夹套层出口与第一低温介质入口之间的管线上设有第二电磁控制阀门，所述第一液位传感器和第二液位传感器与第一电磁控制阀门和第一电磁控制阀门之间建有自动联锁装置。

2.根据权利要求1所述一种反应过程中高低热源切换控制***，其特征在于，所述低温储液罐连接冷却交换器，所述冷却交换器侧壁底部和顶部分别设有低温冷却介质进口和低温冷却介质出口，所述冷却交换器的底部和顶部分别设有低温储液进口和低温储液出口，所述第二低温介质出口与低温储液进口通过管线连接，所述管线上设有低温转料泵与低温流量计，所述第二低温介质入口与低温储液出口通过管线连接，所述低温储液出口设有第四温度传感器，且第四温度传感器与低温冷却介质进口管线上串联的电磁阀门之间设有联锁。

3.根据权利要求1所述一种反应过程中高低热源切换控制***，其特征在于，所述高温转料泵与高温流量计之间建有变频联锁，所述液位传感器与低温介质转料泵之间建有变频联锁。

4.根据权利要求2所述一种反应过程中高低热源切换控制***，其特征在于，所述冷却交换器可以为碳钢材质的列管式换热器。

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