新型电磁加热反应釜

新型电磁加热反应釜

【摘要】：新型电磁加热反应釜能满足大专院校、科研机构及各化工、医药、农药、生物化工、化工助剂等行业的科研和生产需要而研制的，对反应釜高压、高温、操作方便、零泄漏的一般要求。同时极大地提高了反应釜的升温速度，缩短了升温时间，消除温控延迟现象，为用户节约了能源，提高了效益，有效地保证了反应温度的精度控制。比传统反应釜的电炉加热、导热油加热等方式效率可提高80%，节电最少可达30%。提高生产效益的同时也保证了反应釜运转更加安全可靠。其成本低、效率高、无污染、安全可靠，是新一代节能高效、环保产品。

【关键词】：新型电磁加热反应釜

一、引言

随着世界经济的快速增长，能源及原料的供应出现短缺现象，且巨大的能耗不仅吃掉了化工企业的部分利润。能耗已经成了巨大“拦路虎”。约有40%的石油和化工产品面临1/3的国外同类产品的冲击。节能已作为企业增效，降低经营成本，提高竞争力的重要手段。

我公司在掌握的反应釜制造核心技术基础上，将最先进的电磁加热方式成功地引入到反应釜制造中，研制开发生产电磁加热反应釜等，实现了耐高压、耐高温、耐腐蚀、无污染、高效节能、安全环保新产品。达到降低成本、节约资源的目的。

二、国内相关产品市场调研

目前国内传统反应釜制造能够满足基本需求，但存在着结构老化、智能化不高、操作性不强、耗能高、效率低等缺点，已不能完全满足行业发展的新需要，传统升温方式为电炉或导热油循环加热，从本质上来说都属于介质传热。而介质的传热方向、速率是不可控的，使用效果不理想，升温时间较长，短则需要4、5个小时，长则需要8、9个小时，严重影响生产效率也大量损耗了电能，增加企业生产成本。而且热量传递存在滞后性，温度的精度控制也不理想，对产品质量造成影响。市场迫切需求新的反应釜发展的新趋势：设备大型化、搅拌器优化组合、高智能化和程序化、节能增效性，我公司所研制新型电磁加热反应釜必将引领反应釜制造的新一轮“革命”。

三、研制历程

在整个研制过程中，明确新型电磁加热反应釜的主要目标——升温快、控温准、保温好、节能高、操作方便、使用寿命长；始终坚持理论分析与实验数据相结合，从理论到实际验证、实现反应釜的电磁加热。

电磁加热反应釜的技术研发路线大致可分为四个阶段：

1、第一阶段：明确加热机理

电磁加热是一种利用电磁感应原理将电能转换成热能的技术。高速变化的电流通过线圈在金属体内产生无数的小旋涡流，使被加热物体本身自行高速发热。结合反应釜自身的结构特点，利用电磁线圈使釜体内部形成了高频交变涡流，能在极短的时间内使釜体内部产生大量的热能，达到加热的效果。

2、第二阶段：选材

釜体材料的选择：电磁加热要求受热体必须为导磁性材料。将原来的纯不锈钢结构改为碳钢基层堆焊不锈钢复层结构。这样基层的碳钢能够满足电磁加热的要求，而复层不锈钢也能满足耐腐蚀的要求，一举两得。

保温材料的选择：为配合电磁加热的需要，对保温材料也做出了优化选择。石棉绒存在细小缝隙，热量散失比较严重，保温效果比较差。经对比采用了整体压制成型的陶瓷纤维模块做保温层，极大地降低了热量的散失，保障了反应釜温度的精度控制。且保温层薄，一次装配成型，安装快捷简便。

线圈以及磁场屏蔽材料的选择：考虑线圈承受电流大小、耐热性能、使用寿命等诸多因素。为了避免电磁场对反应釜导磁性部件产生热影响，对线圈外部电磁场进行了屏蔽处理，最终选择了效果好的材料。

3、第三阶段：图纸工艺设计、加工制造成形、检验试验

此阶段是该反应釜研发的主要阶段，将完成反应釜的总体结构的设计和制造的各种工艺并最终加工制造完成。

此试制阶段进行全程跟踪，重大设计、制造问题进行讨论解决并记录在案，试制完成后，利用公司的先进设备对试制产品进行细致的检验试验，包括水压试验、气密性试验、搅拌效果、电磁加热效果以及使用寿命、控制系统等，找出不足与问题，拿出解决方案，将不足和问题一一解决和改进。

在此阶段重点进行了电磁加热效果和控制系统试验。在相同工况下，同时启动常规反应釜以及电磁加热反应釜。以升到300℃为基准，共进行了50次的试验比较。

试验数据对比如下：（上图）

试验结果显示：电磁加热反应釜相比传统方式加热效率提高了60%，而节约电能也大约为60%。温控延迟现象基本控制在±1℃的可接受范围内。

4、第四阶段智能化设计

常规控制系统简单的配备了温度、压力、搅拌等功能要求，控制的实时性做的并不好。而现在的客户在追求操作简便，对产品的智能化程度要求也越来越高。为了配合电磁加热对温度的精度控制，配备了一套可视控制系统。该系统采用高性能RAM芯片组成反应釜监控系统，可按不同用户需要进行合理搭配。可以联接电脑进行实时控制和数据分析。可及时对温度精度进行控制，在升温加热过程即时绘制温升曲线，并通过电脑分析来调节升温速率。在控制方法上可实现全自动的操作，更加便于定量、定性的分析。

四、主要技术、性能指标及特点

（一）、技术参数、性能指标

XCJF10/12.5-00型电磁加热反应釜：

反应釜容积：10升设计压力：12.5MPa 设计温度：350℃

电磁加热功率：5.0KW 电磁频率：20～30KHz

以上技术指标能满足化工、医药、农药行业及大专院校科研单位对反应釜耐高压、耐高温、操作方便、零泄漏的一般要求。同时电磁加热方式的创新性引入，极大地提高了反应釜的升温速度，为用户节约了能源、提高了效益。同时也解决了常规加热方式伴随的温控延迟现象，有效地保证了反应温度的精度控制。

（二）、电磁加热反应釜与导热油和电加热相比优特点1、高效节能：采用感应生热的加热方式，热启动非常快，平均预热时间比电阻圈加热方式缩短60%以上，同时热效率高达90%以上，在同等条件下，比电阻圈加热节电30—70%，大大提高了生产效率。

2、准确控温：线圈本身不发热，热阻滞小、热惯性低，料筒内外壁温度一致，温度控制实时准确，明显改善产品质量，生产效率高。

3、绝缘性好：电磁线圈为定制专用耐高温高压材料，绝缘性能好，无需与罐体外壁直接接触，绝无漏电，短路故障，安全无忧。

4、寿命长：线圈本身基本不会产生热量，寿命长，无维护更换成本。

5、采用新的保温模块极大地降低了热量损耗且结构简单，安装非常方便快捷。

6、智能化程度高：新控制系统更加智能化、人性化，可完全实现自动、可视调节。在电脑前即可完成反应釜的运转、关闭，加热炉的开闭、加热速率的调节等操作。同时系统还可自动完成生产或实验数据的采集、分析并绘制成曲线。