[发明专利]一种耐高温耐腐蚀多功能石英反应器及换热反应方法

说明书

技术领域

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。

发明内容

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。