一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器及换热反应方法与流程

本发明涉及反应器技术领域，具体涉及一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，本发明还涉及应用该耐高温耐腐蚀多功能石英反应器进行换热反应的方法。

背景技术：

反应釜是一种综合反应容器，从开始的进料—反应—出料，均能够以预先设定好的反应步骤进行。传统反应釜在使用过程中存在不足之处有：

一是对于水解、中和、结晶、聚合、缩合等化学反应过程中的变化情况，无从得知，只能凭经验判断或设置观察窗，而观察窗的观察范围较小，难以全面了解化学反应过程中的变化情况；

二是在化学反应过程中有时会产生高温，金属或陶瓷材料制成的反应釜承受化学反应过程中产生的高温的能力更差；有时需要高温环境来促进化学反应，传统反应釜的升温较慢，影响反应效率。

三是现有技术中的反应釜使用时都是只通过介质循环来进行物料加热或冷却，效率低，换热均匀度不够。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构设计更好、换热特别均匀的可适应多种化学反应的耐高温耐腐蚀多功能石英反应器。

本发明所要解决的另一个技术问题是还提供了一种利用前述耐高温耐腐蚀多功能石英反应器进行换热反应的方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其特点是：该石英反应器包括作为反应室的物料容器，在物料容器外部设有夹套结构，物料容器上设有若干功能接口，夹套结构上设有导热介质进出管，在物料容器和夹套结构之间的夹套内设有若干组绕物料容器设置的螺旋管，所述螺旋管支撑固定在物料容器或者夹套结构上，螺旋管的两端穿出夹套结构与配套外设机构连接；所述物料容器、夹套结构、功能接口、导热介质进出管和螺旋管均由石英材料制成并采用无缝焊接成一体结构。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述夹套结构的外部设有真空夹层。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述功能接口包括设置在物料容器底部的放料管，放料管的端部设有用于安装的螺纹结构。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述的配套外设机构为外设循环机构。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述的外设循环机构为带加热或制冷功能的循环水槽或风循环装置。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：在其中一组螺旋管内设有电加热元件。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述的电加热元件为碳纤维发热体、微波发热体、电磁发热体或者电阻发热体。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：所述螺旋管的数量为2－5组。

本发明所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器，其进一步优选的技术方案是：各组螺旋管之间采用交互间隔缠绕设置，或者采用上下并列、内外并列、正反螺旋并列中的一种方式分布。

本发明还公开了一种采用以上技术方案中任何一项所述的耐高温耐腐蚀多功能石英反应器进行换热反应的方法，其特点是：反应物料进入作为反应室的物料容器，向夹套内通入导热介质，在反应需要加热时，通过向其中一组螺旋管中输入循环热风、蒸汽、热水中的一种，或者启动电加热元件，加热夹套中的导热介质，实现对物料容器内的反应物料进行加热；反应完成后当需要冷却时，通过向其中一组螺旋管中输入循环冷风、冷水来冷却加热夹套中的导热介质，实现对物料容器内的反应物料进行冷却，冷却完成后再通过放料管放料，在加热或冷却过程中，作为导热介质的流体本身不进行循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明反应器的各组成部件均由石英材料制作，一方面石英的可视性好，能够全面了解反应器内反应过程中的变化情况；另一方面石英具有优秀耐腐蚀性、耐高温性和耐温差应激性，其适合工作温度范围在－50℃－1000℃左右。因此物料容器能够承受化学反应过程中产生的高温以及外部加热传递的热量。

2、本发明石英反应器，通过在物料容器和夹套结构之间的夹套内设有若干组绕物料容器设置的螺旋管；所设的螺旋管可以用于放置电加热元件，也可以通入换热物料对导热介质进行换热，从而实现对物料容器内的反应物料的换热，螺旋管不与物料容器接触直接接触换热，而是与导热介质进行换热，再由导热介质实现均匀换热。由于设有若干组螺旋管，在需要加热或冷却时可以实现瞬时切换。换热效率高。

3、本发明所述物料容器、夹套结构、功能接口、导热介质进出管和螺旋管均由石英材料制成并采用无缝焊接成一体结构，没有接缝，彻底解决了反应器的跑冒滴漏问题。

附图说明

图1为本发明反应器的一种结构示意图；

图2为螺旋管的一种结构分布示意图；

图3为螺旋管的另一种结构分布示意图；

图4为螺旋管的再一种结构分布示意图。

具体实施方式

以下参照附图，以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1，一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器：该石英反应器包括作为反应室的物料容器1，在物料容器1外部设有夹套结构7，物料容器1上设有若干功能接口3，夹套结构7上设有导热介质进出管6，在物料容器1和夹套结构7之间的夹套2内设有若干组绕物料容器1设置的螺旋管8，所述螺旋管8支撑固定在物料容器1或者夹套结构7上，螺旋管8的两端穿出夹套结构7与配套外设机构连接；所述物料容器1、夹套结构7、功能接口3、导热介质进出管6和螺旋管8均由石英材料制成并采用无缝焊接成一体结构。

实施例2，实施例1所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述夹套结构7的外部设有真空夹层。通过所设的真空夹层这实现更好的换热效果。

实施例3，实施例1或2所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述功能接口3包括设置在物料容器1底部的放料管4，放料管4的端部设有用于安装的螺纹结构5。

实施例4，实施例1－3任何所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述的配套外设机构为外设循环机构，外设循环机构可以为带加热或制冷功能的循环水槽或风循环装置，为螺旋管8提供热源或冷源，用于与换热介质实现换热。

实施例5，实施例1－4任何一项所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述螺旋管的数量为1组，在该螺旋管内设有电加热元件。所述的电加热元件为碳纤维发热体、微波发热体、电磁发热体或者电阻发热体。

实施例6，实施例1－4任何一项所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述螺旋管的数量为2组，在其中一组螺旋管内设有电加热元件。所述的电加热元件为碳纤维发热体、微波发热体、电磁发热体或者电阻发热体。另一组螺旋管用于输入循环热风、蒸汽、热水或者循环冷风、冷水，各组螺旋管之间采用交互间隔缠绕设置，或者采用上下并列、内外并列、正反螺旋并列中的一种方式分布，参照图2－4。

实施例7，实施例1－4任何一项所述的一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器中：所述螺旋管的数量为3组，在其中一组螺旋管内设有电加热元件。所述的电加热元件为碳纤维发热体、微波发热体、电磁发热体或者电阻发热体。另二组螺旋管用于输入循环热风、蒸汽、热水或者循环冷风、冷水，各组螺旋管之间采用交互间隔缠绕设置，或者采用上下并列、内外并列、正反螺旋并列中的一种方式分布，参照图2－4。

实施例8，一种采用实施例1－7任何一项所述的耐高温耐腐蚀多功能石英反应器进行换热反应的方法：反应物料进入作为反应室的物料容器，向夹套内通入导热介质，在反应需要加热时，通过向其中一组螺旋管中输入循环热风、蒸汽、热水中的一种，或者启动电加热元件，加热夹套中的导热介质，实现对物料容器内的反应物料进行加热；反应完成后当需要冷却时，通过向其中一组螺旋管中输入循环冷风、冷水来冷却加热夹套中的导热介质，实现对物料容器内的反应物料进行冷却，冷却完成后再通过放料管放料，在加热或冷却过程中，作为导热介质的流体本身不进行循环。