電加熱反應釜的循環泵和泵速      針對不同的循環介質，相應有不同的泵作為循環動力源。主要考慮的是使用某種泵和循環介質組合后泵的額定流量能得以保證或起碼是接近。一般來說，粘度小的液體如醇類、鹽水等適合使用增壓泵，而粘度適中的液體如傾點低的有機硅油適合使用離心泵，粘度高的液體如傾點高的有機硅油適合使用齒輪泵。這里要引起高度重視的是，齒輪泵的揚程很高，一般都有上百米，可見其產生的液壓是很大的，而且有的循環介質使用溫度范圍寬，體積隨著溫度變化而變化，如果不配備安全閥、緩沖槽、彈性空腔囊等減壓措施，很可能會在壓力承受差的部位造成破壞。筆者就見過有同行使用齒輪泵打冷的硅油導致價值不菲的50升夾套玻璃反應器崩裂的慘景。  另外，泵速的選擇同樣非常重要。可以想象，就算從溫控循環器流出的循環介質與反應器溫差大，如果流速低，則對反應器的升降溫是沒有多少貢獻的。泵的作用在于促進液體的流動，迅速供給夾套冷熱介質，促進介質與反應器的熱交換，進一步控制反應物質溫度。泵速足夠大才能達到這一目的。以反應器有效容積與夾套容積比為4：1的以20升反應器為例，要獲得較好的熱交換效果，每個循環介質分子在夾套停留的時間若必須不超過6秒為宜，因夾套容積為為5升，則流速為5升/6秒，即50升/分。考慮管道和容器內壁產生的阻力，則泵的額定流量必須大于50升/分。  6、溫度的測量顯示方式  采用數字溫度顯示具有比傳統的刻度溫度顯示具有觀察方便、可以校正、可顯示高精度、數字信號可轉化為電信號給電子設備進行反饋控制溫度等優點。  7、控制方式  反應器內物料溫度可以有兩種溫度控制方式：  1）反應器內溫度直接控制（恒溫控制設備的測控探頭置于反應器中測物料溫度），優點是靈敏；缺點是溫度有輕微波動，對設備的加熱制冷功率、升降溫速度、循環泵速要求較高。適用于大多數溫控實驗，尤其是反應過程中有劇烈或較大熱量變化的反應；目前國外大多使用這種方式，而國內很少實驗室具備這樣的設備。  2）反應器內溫度間接控制或補償控制（恒溫控制設備的測控探頭置于恒溫控制設備中測循環介質溫度），優點是溫度穩定；缺點是麻煩，需要重新較調槽溫以使釜內達到所需溫度。適用于反應過程中有無大的熱量變化或溫度要求精確穩定的反應；目前國外較少使用這種方式，而國內大多數實驗室仍使用這種方式。    三、設備供應商開發溫控設備應該注意的幾個問題  1）用大工程應用的理念開發小型儀器設備。比如循環溫控設備內部輸油管道、接頭、閥門與外部輸油管道內徑應盡量選擇等徑，為流體的輸送提供佳的硬件環境。  2）高效的發揮設備配件及系統的潛能，生產高性價比的產品。比如開發帶制冷壓縮機組的制冷設備時應注意蒸發器表面積與制冷功率的搭配，盡可能的增大蒸發器表面積，充分發揮壓縮機的制冷潛能。  3）電加熱反應釜的循環泵和泵速注意設備的安全工作。如按硅油的閃點來選擇合適的硅油作為導熱介質、使用不易燃的循環介質、電器的安全工作設計；使用對人生命和健康無危害，不具有毒性、窒息性和刺激性的循環介質等等。  4）環保。國外的同行很重視這方面的問題，這也是國產設備進入歐美市場的門檻之一。比如注意使用易再生的資源如風來對部件（比如制冷壓縮機組的冷凝器）進行散熱、使用環保型制冷劑，淘汰ODP（臭氧消耗潛能值）和GWP（全球變暖潛能值）高的制冷劑如R502等。    四、值得推薦的Unistat Tango技術產品  德國Huber公司Unistat全封閉恒溫循環油泵（功能：加熱、降溫、制冷和升溫），具有以下特點： 1、單片機微電腦智能控制，精度高，波動度小。可升級為帶RS232或RS485電腦接口實現電腦記錄溫度數據與可編程控制溫度進程，升降溫速度可設置。  2、溫度范圍寬，為-120~+400℃，配專用導熱油，全封閉運行，-80~+200℃范圍內升降溫無須更換介質。  3、泵速足夠的大，油與反應器之間熱交換能力強。配小試型反應器（1~5升）的泵速達15~30升/ 分；配中試型反應器（10~50升）的泵速高達40~80升/分；配生產型反應器（100升以上）的泵速則高達100升/分以上。  4、直接控制反應器內溫度，升降溫反應迅速。對有較大熱量變化的放熱或吸熱的化學反應的穩定溫度控制非常有價值。  5、大的優點是以循環介質封閉運行取代傳統的開放儲槽式運行，這方面Huber是全球化學反應器溫控設備行業唯一掌握該技術的公司。與開放槽式（Open bath）相比，Tango封閉系統（Close system）具有四方面的優勢：1）減少油的用量，增加單位體積油的加熱制冷功率（w/l），從而使整個系統升降溫迅速。Unistat系列產品內部油容量一般僅為1.5~4升。以配20升反應器的設備為例，開放儲槽式循環油槽油容量至少20升，而封閉系統內部油容量僅2升，電加熱反應釜的循環泵和泵速反應器夾套及管道油量一般不超過10升，則封閉系統單位體積油的加熱制冷功率是開放儲槽式循環油槽的2.5倍以上。2）采用封閉系統就可以采用凹凸 板式換熱器取代槽式的盤管換熱器，提高換熱表面積，降低單位面積換熱量（w/cm2 ），顯著的提高換熱效率，則采用同樣功率的制冷壓縮機與加熱器，封閉系統可以獲得比開放儲槽高得多的循環介質升降溫速度。3）使用過低溫油槽的用戶都有油槽內部結有冰塊的體驗和苦惱，常常因為這個原因影響設備的降溫性能，而且增加更換循環介質的次數。采用封閉系統低溫不吸潮，因而不影響油的低溫物理性質。4）有機硅類導熱油蒸汽對人體呼吸系統有一定刺激性，而且閃點低的油蒸汽還會帶來安全隱患，使用開放儲槽，無法避免高溫產生油蒸汽的問題。而使用封閉系統則高溫無油蒸汽，安全并符合cGMP規范。這點對藥廠非常重要

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本文由生產廠家揚中市金元化工電力設備廠于2018-5-11 9:07:53整理發布。
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