一种双循环制冷系统的制作方法

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种双循环制冷系统。

背景技术：

环氧树脂具有优良的化学化工性能：收缩率低、粘结强度大、机械强度高、电绝缘性好等，被广泛应用于生产生活的各个领域。但其生产过程具有几个弊端。

弊端一是环氧树脂生产过程中，产生大量废弃热，生产过程需要额外进行降温，一般使用水冷降温：使用钢管运输冷却水，使水在运输过程中自然冷却，而后再对生产系统进行降温。这种方法往往需要较长的钢管，占地较大；水是自然冷却，温度无法控制；且只适用于外界温度较低或生产系统较小时，外界温度较高时，自然散热制备的冷却水无法满足生产要求。

弊端二是其生产原料大部分都来源于石油化工，对石油依赖程度非常高，且应用范围最广的双酚A型环氧树脂，双酚A有毒，污染环境且有害人体健康。

因此，开发一种生产环氧树脂的双循环制冷系统是现今的重点研究方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种双循环制冷系统。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种环氧树脂生产用双循环制冷系统，包括通过水池和管道连接的外循环系统和内循环系统；

所述外循环系统包括从水池抽水的外循环泵，所述外循环泵通过出水管道连接用于冷却水的第一冷冻机组，所述第一冷冻机组通过出水管道与环氧树脂生产设备相连，所述环氧树脂生产设备经热水抽水泵和热水运输管道与冷却积水塔相连；所述冷却积水塔通过进水管道与循环抽水泵相连，所述循环抽水泵通过进水管道与水池相连；

所述内循环系统包括从水池抽水的内循环泵，所述内循环泵通过出水管道连接用于冷却水的第二冷冻机组，所述第二冷冻机组经冷水抽水泵和冷水运输管道与水池相连；

所述双循环制冷系统还包括温差发电模块，所述温差发电模块的热端紧贴热水运输管道。

优选的，所述温差发电模块的冷端紧贴冷水运输管道。

优选的，所述温差发电模块还连接有控制器和蓄电池。

优选的，所述外循环系统还包括与外循环泵并列连接的备用外循环泵和与循环抽水泵并列连接的备用循环抽水泵。

优选的，所述内循环系统还包括与内循环泵并列连接的备用内循环泵。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本系统创造性地提供了一种双循环制冷系统，包括内循环系统和外循环系统，可根据实际生产条件来决定是单独开启外循环系统还是同时开启内外双循环系统，有效节省了资源；且双循环制冷系统温度可控、占地空间小。

通过在生产环氧树脂时增加本双循环制冷系统，有效控制了环氧树脂生产过程中的反应温度，与同等反应条件、常规制冷方式相比，使用本实用新型的制冷系统进行的环氧树脂反应温度更可控，更有利于提高环氧树脂收率。

2、本实用新型还创造性地增加了温差发电模块，将以往废弃无法使用的热能有效收集并转换为电能，并可将该电能直接用于循环冷却过程，有效节省了能量。

附图说明

图1为本实用新型制冷系统流程示意图。

具体实施方式

本实用新型的双循环制冷系统包括外循环系统和内循环系统，两系统通过水池1和管道连接。

所述外循环系统包括从水池1抽水的外循环泵41，所述外循环泵41通过管道与第一冷冻机组21连接，外循环泵41将水池1中的水抽出后，通过第一冷冻机组21对水进行降温冷却处理。

所述第一冷冻机组21通过管道与环氧树脂生产设备6相连。可以根据实际需要选择连接方式。如果环氧树脂生产设备6中设有冷却液存放和工作区域，则直接用管道将冷却水导入即可；如果环氧树脂生产设备6中没有单独的冷却液工作区域，也可以用软管缠绕在环氧树脂生产设备6外待降温区域。当然，也可以将冷却水分为两部分，一部分导入环氧树脂生产设备6内部，一部分通过管道缠绕等方式进行外部降温。

冷却水经所述环氧树脂生产设备6使用后，温度大幅升高，通过热水抽水泵51抽出，并通过热水运输管道11与冷却积水塔10相连，全部流入冷却积水塔10中。

循环抽水泵71将所述冷却积水塔10中的水再次抽出，通过管道回流自然冷却，最终回到水池1中，进行循环使用。

所述内循环系统包括从水池1抽水的内循环泵31，所述内循环泵31通过管道与第二冷冻机组22连接，所述内循环泵31将水池1中的水抽出后，通过第二冷冻机组22对水进行降温冷却处理。所述冷却水由冷水抽水泵52抽出并通过冷水运输管道12回流到水池1中。

上述的内循环泵31、外循环泵41、循环抽水泵71均设置有备用泵，备用泵分别与内循环泵31、外循环泵41、循环抽水泵71并联，以避免泵万一失效时有备用装置，也可用于在冷却循环水量比较大时，同时启用备用泵，增大泵水量，提高冷却效果。

所述热水运输管道11与冷水运输管道12间还设置有温差发电模块81。所述温差发电模块81由多块温差发电片组成，其热端紧贴热水运输管道11，其冷端根据实际安装情况，紧贴或靠近冷水运输管道12，利用温差进行发电。所述温差发电模块81还连接有控制器82和蓄电池9，产生的电能储存于蓄电池9中另作他用。当然，也可以根据实际情况，将温差发电模块81直接与各冷冻机组或各抽水泵连接，将产生的热能转换为电能再次用于制冷循环。

在实际工作中，当环境温度低于20℃时，环境自调节能力较好，此时只需开启外循环系统即可，水池1中的水在泵出冷却后对环氧树脂生产设备6进行降温，热水回流到水池1中进行循环利用，热水在回流过程中自然降温；温差发电模块81利用热水与空气/冷水运输管道12间的温差进行发电，驱动第一冷冻机组21或各抽水泵，以节约能量。

当环境温度在20℃及以上时，产生的热水自降温速度较慢，难以满足工作需求，此时同时开启外循环系统和内循环系统，外循环系统在正常工作的同时，内循环系统不断抽取并冷却水池1中的循环水，减轻第一冷冻机组21的工作压力，提高冷却效率；温差发电模块81持续进行温差发电，驱动各冷冻机组或各抽水泵，节约能量。

基于上述双循环制冷系统，利用本实用新型制备环氧树脂的具体工艺步骤如下：

1、酸提醇沉法，从造纸黑液中提取木质素。

将市购造纸黑液与无水乙醇按体积比为1:1～1:1.5混匀，45～75℃下水浴1～3h，静置分层，取上清液。将上清液蒸发去除乙醇(乙醇回收利用)，得到无醇溶液，向该溶液中缓慢添加浓硫酸或浓硝酸，边添加边搅拌，至pH＝2，而后将该溶液在45～75℃下再次水浴加热6～7h，至木质素基本分离沉淀完成。在溶液中不再有更多沉淀产生时，将溶液及沉淀进行离心，10000r/min，将离心所得固体进行干燥，即得木质素。

2、腰果酚改性木质素。

(1)将步骤1所得的木质素与35％的甲醛水溶液按质量比为1:1混匀，使用氢氧化钠调节pH为12，在95℃下搅拌反应3h，得羟甲基化木质素。

(2)在步骤(1)所得的含羟甲基化木质素的溶液中，再加一定量的腰果酚，添加量为步骤(1)添加的木质素质量的一半，95℃下搅拌反应3h，反应完全后，用稀盐酸调节溶液pH＝2，沉淀得腰果酚改性木质素。

3、利用腰果酚改性木质素合成环氧树脂。

环境温度低于20℃时，环境自我调节能力较好，此时只开启内循环制冷系统；环境温度在20℃及以上时，同时开启内外双循环制冷系统。

开启制冷循环系统后，将腰果酚改性木质素与环氧氯丙烷按质量比为1:6～20加入反应釜，搅拌并升温到50～100℃，再加入质量为腰果酚改性木质素质量7％的氢氧化四甲铵。

保持上述温度，一边搅拌，一边加入碱液(10％的氢氧化钠)，添加量为：1g腰果酚改性木质素添加1～5ml碱液。加碱液时，调节真空度以控制水和环氧氯丙烷的沸点降低至略低于反应温度，保温1～5h，将所得溶液用稀盐酸调至中性，减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷，将蒸馏浓缩物水洗至中性，真空干燥，即得固体粉末状环氧树脂。

下面结合具体实验，展示本实用新型的效果。

(1)提取木质素的实验

1)按照上述环氧树脂制备工艺提取木质素，各组别的具体参数如表1所示。

表1各组别具体参数表

2)上述各组别中，木质素的平均收率为85.2％，其中组别4的收率最高，达96.8％。因此，后续操作中选择组别4的参数进行。

(2)利用腰果酚改性木质素合成环氧树脂的实验

1)使用实验1组别4的方法提取木质素，再按照上述环氧树脂制备工艺，对提取的木质素进行腰果酚改性并合成固体环氧树脂，各组别的具体参数如表2所示。

表2各组别具体参数表

2)各组别的环氧树脂收率和环氧量如表3所示。

表3各组别结果

在组1参数下，收率和环氧值效果最佳。但申请人在本实用新型的技术方案下操作时发现，组别13的参数下，环氧氯丙烷用量很少，且保温时间更短，但依然可以达到与组1类似甚至略优与组1的效果。这可能是腰果酚改性木质素的特殊性能，也可能是特定量的组分间发生了未知作用。