本發(fā)明涉及反應(yīng)釜，具體涉及一種具有節(jié)能功能的反應(yīng)釜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以氯化聚乙烯的生產(chǎn)工藝為例，氯化聚乙烯(cpe)是以聚乙烯為原料，經(jīng)氯化反應(yīng)而制得的熱塑性彈性體新材料，產(chǎn)品呈白色，無毒無味，其特殊的分子結(jié)構(gòu)及聚集形態(tài)決定了cpe具有一系列優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，主要用于塑料改性和特種橡膠領(lǐng)域。在該生產(chǎn)流程中，絕大多數(shù)環(huán)節(jié)都只是機(jī)械處理環(huán)節(jié)，但cpe在其中的氯化反應(yīng)和干燥環(huán)節(jié)涉及大量的熱量消耗和熱量的產(chǎn)生。在氯化反應(yīng)環(huán)節(jié)，其升溫過程需要消耗大量蒸汽熱量，在pe和氯的反應(yīng)過程中又會(huì)放出大量的熱量造成物料溫度升高，為了避免過高溫度造成物料的融化和變性，在反應(yīng)和保溫過程中又需要大量的夾套水進(jìn)行冷卻，夾套水帶走的熱量經(jīng)冷卻器換熱，最后通過冷卻塔排到大氣中，造成熱能浪費(fèi)和環(huán)境污染。目前工業(yè)用蒸汽的來源主要還是傳統(tǒng)的燃煤燃油鍋爐，熱效率很低，同時(shí)向環(huán)境排放大量的二氧化碳，氮氧化物，二氧化硫，粉塵等等，嚴(yán)重污染大氣污染環(huán)境，因?yàn)殄仩t內(nèi)壓力較高，也會(huì)產(chǎn)生安全隱患。

本發(fā)明采用電作為能源，利用該反應(yīng)釜生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的低品位免費(fèi)熱源，通過高溫?zé)岜卯a(chǎn)生高溫?zé)崴⑼ㄟ^自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組合控制，滿足該生產(chǎn)工藝過程，除了首次升溫過程需要蒸汽，其他工藝過程均無需外部蒸汽，不僅沒有污染排放，更節(jié)能環(huán)保，安全高效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種節(jié)能型反應(yīng)釜系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有反應(yīng)釜存在的熱能浪費(fèi)、熱效率低以及環(huán)境污染嚴(yán)重的技術(shù)問題。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種節(jié)能型反應(yīng)釜系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜、第一混合器和熱泵，所述反應(yīng)釜通過管路與所述第一混合器形成循環(huán)回路，所述反應(yīng)釜的出水口和所述第一混合器的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有循環(huán)水泵和第一調(diào)節(jié)閥，所述第一混合器與所述熱泵之間通過管路形成循環(huán)回路，所述熱泵的出水口與所述混合器的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有熱水泵和第四調(diào)節(jié)閥，所述混合器的出水口與所述熱泵的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有第一開關(guān)閥，所述反應(yīng)釜、熱泵和第一混合器通過另外管路依次連接并形成循環(huán)回路，所述反應(yīng)釜通過循環(huán)水泵和第二開關(guān)閥與熱泵連接，所述熱泵通過第三開關(guān)閥與混合器連接，所述第一混合器通過第三調(diào)節(jié)閥與其他熱源連接。

優(yōu)選地，還設(shè)有冷卻器，所述冷卻器通過循環(huán)水泵和第二調(diào)節(jié)閥與反應(yīng)釜連接并形成循環(huán)回路。

優(yōu)選地，所述冷卻器為風(fēng)冷冷卻器或水冷冷卻器。

優(yōu)選地，所述熱泵與所述第一混合器之間設(shè)有高溫水箱，所述高溫水箱一端連接熱泵，另一端分別連接熱水泵和第一開關(guān)閥。

優(yōu)選地，所述熱泵與所述反應(yīng)釜之間設(shè)有低溫水箱，所述低溫水箱一端連接熱泵，另一端分別連接第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥。

優(yōu)選地，所述高溫水箱連接一第二混合器。

優(yōu)選地，所述低溫水箱連接一外部熱源。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本反應(yīng)釜系統(tǒng)通過低溫水收集反應(yīng)釜本身產(chǎn)生的低品位熱能，然后通過熱泵產(chǎn)生高溫?zé)崴?，?dāng)反應(yīng)釜系統(tǒng)需要加熱時(shí)，再利用熱泵產(chǎn)生的高溫?zé)崴畬?duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱，并將被反應(yīng)釜冷卻的低溫水回收，從而實(shí)現(xiàn)了熱量和水資源的自循環(huán)體系，減少了高溫蒸汽的使用并循環(huán)利用了水資源，和傳統(tǒng)的燃煤燃?xì)馊加驼羝仩t相比，本系統(tǒng)具有效率高、運(yùn)行成本低、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)；

2)混合器上第三調(diào)節(jié)閥的設(shè)置可用于反應(yīng)釜首次啟動(dòng)需要加熱時(shí)、當(dāng)熱泵需要檢修時(shí)或熱泵產(chǎn)生的熱水量不能滿足反應(yīng)釜使用時(shí)，通過其他的熱源對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱以滿足正常生產(chǎn)需求；

3)高溫水箱用于儲(chǔ)存熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)崴?，低溫水箱用于?chǔ)存被反應(yīng)釜冷卻后的低溫水，實(shí)現(xiàn)了冷源和熱源的儲(chǔ)存以備需要的時(shí)候使用，從而解決了反應(yīng)釜產(chǎn)生熱量和需要熱量具有時(shí)間差的矛盾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：10-反應(yīng)釜，11-循環(huán)水泵，12-第一調(diào)節(jié)閥，20-第一混合器，21-第三調(diào)節(jié)閥，22-熱水泵，23-第四調(diào)節(jié)閥，24-第一開關(guān)閥，30-熱泵，40-冷卻器，41-第二調(diào)節(jié)閥，50-高溫水箱，60-低溫水箱，61-第二開關(guān)閥，62-第三開關(guān)閥，70-第二混合器，80-外部熱源。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：如圖1所示，一種節(jié)能型反應(yīng)釜系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜10、第一混合器20和熱泵30，所述反應(yīng)釜10通過管路與所述第一混合器20形成循環(huán)回路，所述反應(yīng)釜10的出水口和所述第一混合器的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有循環(huán)水泵11和第一調(diào)節(jié)閥12，所述第一混合器20與所述熱泵30之間通過管路形成循環(huán)回路，所述熱泵的出水口與所述混合器的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有熱水泵22和第四調(diào)節(jié)閥23，所述混合器的出水口與所述熱泵的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)有第一開關(guān)閥24，所述反應(yīng)釜10、熱泵30和第一混合器20通過另外管路依次連接并形成循環(huán)回路，所述反應(yīng)釜10通過循環(huán)水泵11和第二開關(guān)閥61與熱泵30連接，所述熱泵30通過第三開關(guān)閥62與混合器連接，所述第一混合器20通過第三調(diào)節(jié)閥21與其他熱源連接。本系統(tǒng)為全自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制中心根據(jù)反應(yīng)釜的實(shí)際需求來自動(dòng)調(diào)節(jié)各水泵、熱泵、調(diào)節(jié)閥以及開關(guān)閥等設(shè)備的運(yùn)行情況，從而達(dá)到對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行降溫、升溫等處理。第三調(diào)節(jié)閥21的設(shè)置主要用于反應(yīng)釜首次啟動(dòng)需要加熱時(shí)、當(dāng)熱泵需要檢修時(shí)或熱泵產(chǎn)生的熱水量不能滿足反應(yīng)釜使用時(shí)，通過其他的熱源對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱以滿足正常的生產(chǎn)需求。當(dāng)反應(yīng)釜中的物料反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量時(shí)，此時(shí)需要對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行降溫處理，過程如下：低溫水箱60中的冷水通過第三開關(guān)閥62進(jìn)入混合器得到適溫水后進(jìn)入反應(yīng)釜的夾層中，吸收反應(yīng)釜中的熱量而被加熱成較高溫度的水，再被循環(huán)水泵11通過第二開關(guān)閥61泵入低溫水箱，進(jìn)而被熱泵30形成高溫水被儲(chǔ)存于高溫水箱中備用，通過不斷的水循環(huán)達(dá)到將反應(yīng)釜降溫的目的，此運(yùn)行過程中系統(tǒng)中的第二調(diào)節(jié)閥41、第二開關(guān)閥61和第三開關(guān)閥62打開，其他調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥關(guān)閉；當(dāng)反應(yīng)釜中的物料反應(yīng)需要熱量時(shí)，此時(shí)需要對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行升溫處理，過程如下：從熱泵30得到的熱水儲(chǔ)存于高溫水箱50中，熱水泵22將高溫水箱50中的熱水通過第四調(diào)節(jié)閥23泵入第一混合器20中對(duì)混合器中的冷水進(jìn)行加熱，加熱后的適溫水泵入反應(yīng)釜夾層中對(duì)反應(yīng)釜中的物料進(jìn)行加熱，循環(huán)水泵11將反應(yīng)釜中被冷卻的冷水通過第一調(diào)節(jié)閥12泵入第一混合器20中，第一混合器20中的冷水通過第一開關(guān)閥24返回到高溫水箱中，通過不斷的水循環(huán)達(dá)到將反應(yīng)釜升溫的目的，此運(yùn)行過程中，系統(tǒng)中的熱水泵22運(yùn)轉(zhuǎn)、第四調(diào)節(jié)閥23、第一開關(guān)閥24和第一調(diào)節(jié)閥12打開，其他的調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥關(guān)閉。本反應(yīng)釜系統(tǒng)通過收集反應(yīng)釜本身產(chǎn)生的低品位熱能，然后通過熱泵產(chǎn)生高溫?zé)崴?dāng)反應(yīng)釜系統(tǒng)需要加熱時(shí)，再利用熱泵產(chǎn)生的熱水對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)了自循環(huán)體系，減少了高溫蒸汽的使用并循環(huán)使用水資源。和傳統(tǒng)的燃煤燃?xì)馊加驼羝仩t相比，本系統(tǒng)具有效率高、運(yùn)行成本低、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

其中，還設(shè)有冷卻器40，可采用風(fēng)冷冷卻器或水冷冷卻器，所述冷卻器通過循環(huán)水泵11和第二調(diào)節(jié)閥41與反應(yīng)釜10連接并形成循環(huán)回路。另外設(shè)有冷卻器與反應(yīng)釜連接，當(dāng)反應(yīng)釜的能量過剩時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)來不及回收，再利用外部的冷卻器對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行冷卻，以防事故發(fā)生。

其中，所述熱泵30與所述第一混合器20之間設(shè)有高溫水箱50，所述高溫水箱50一端連接熱泵30，另一端分別連接熱水泵22和第一開關(guān)閥24。所述熱泵30與所述反應(yīng)釜10之間設(shè)有低溫水箱60，所述低溫水箱60一端連接熱泵30，另一端分別連接第二開關(guān)閥61和第三開關(guān)閥62。高溫水箱50用于儲(chǔ)存熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)崴?，低溫水?0用于儲(chǔ)存被反應(yīng)釜冷卻后的低溫水，實(shí)現(xiàn)了冷源和熱源的儲(chǔ)存以備需要的時(shí)候使用，從而解決了反應(yīng)釜產(chǎn)生熱量和需要熱量存在時(shí)間差的矛盾。所述高溫水箱50連接一第二混合器70。當(dāng)反應(yīng)釜產(chǎn)生的熱量過多亦即熱泵系統(tǒng)生成的高溫?zé)崴^剩時(shí)，還可以用于其他混合器的加熱。所述低溫水箱60連接一外部熱源80。當(dāng)系統(tǒng)儲(chǔ)存的熱源不足以滿足系統(tǒng)需求時(shí)，可通過外部熱源80來對(duì)低溫?zé)崴M(jìn)行加熱以滿足系統(tǒng)需求，維持反應(yīng)釜的正常工作。

本發(fā)明的工作過程是：

一)系統(tǒng)首次升溫過程：首次升溫時(shí)，系統(tǒng)中除了第一調(diào)節(jié)閥12和第三調(diào)節(jié)閥21開啟外，其他的開關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥都處于關(guān)閉狀態(tài)；工作過程為外部的熱源例如蒸汽通過第三調(diào)節(jié)閥21進(jìn)入混合器中對(duì)混合器中的冷水進(jìn)行加熱，得到合適溫度的熱水后泵入反應(yīng)釜，反應(yīng)釜夾層中的冷水通過循環(huán)水泵11和第一調(diào)節(jié)閥12進(jìn)入混合器中，通過不斷的循環(huán)達(dá)到將反應(yīng)釜升溫的目的；(此過程用的是外部熱源)

二)系統(tǒng)正常升溫過程：正常升溫時(shí)，系統(tǒng)中的熱水泵22運(yùn)轉(zhuǎn)、第四調(diào)節(jié)閥23、第一開關(guān)閥24和第一調(diào)節(jié)閥12打開，其他的調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥關(guān)閉；工作過程為從熱泵30得到的熱水儲(chǔ)存于高溫水箱50中，熱水泵22將高溫水箱50中的熱水通過第四調(diào)節(jié)閥23泵入第一混合器20中對(duì)混合器中的冷水進(jìn)行加熱，加熱后的適溫水泵入反應(yīng)釜夾層中對(duì)反應(yīng)釜中的物料進(jìn)行加熱，循環(huán)水泵11將反應(yīng)釜中被冷卻的冷水通過第一調(diào)節(jié)閥12泵入第一混合器20中，第一混合器20中的冷水通過第一開關(guān)閥24返回到高溫水箱中，通過不斷的水循環(huán)達(dá)到將反應(yīng)釜升溫的目的；(此過程用的是內(nèi)部熱源，即利用熱泵將反應(yīng)釜產(chǎn)生的熱量吸收，從而產(chǎn)生高溫?zé)崴賹?duì)反應(yīng)釜加熱)

三)系統(tǒng)降溫過程：系統(tǒng)中的第二調(diào)節(jié)閥41、第二開關(guān)閥61和第三開關(guān)閥62打開，其他調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥關(guān)閉；工作過程為低溫水箱60中的冷水通過第三開關(guān)閥62進(jìn)入混合器得到適溫水后進(jìn)入反應(yīng)釜的夾層中，吸收反應(yīng)釜中的熱量而被加熱成較高溫度的水，再被循環(huán)水泵通過第二開關(guān)閥61泵入低溫水箱，進(jìn)而被熱泵30形成高溫水被儲(chǔ)存于高溫水箱中備用，通過不斷的水循環(huán)達(dá)到將反應(yīng)釜降溫的目的。(此過程完成了對(duì)反應(yīng)釜產(chǎn)生的熱量進(jìn)行收集的過程。)

四)系統(tǒng)保溫過程：系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥全部打開，當(dāng)反應(yīng)釜中的溫度低于實(shí)際需求的溫度時(shí)，控制器將控制本系統(tǒng)為升溫過程，如二)所述；當(dāng)反應(yīng)釜中的溫度高于實(shí)際需要的溫度時(shí)，控制器將控制本系統(tǒng)為降溫過程，如三)所述。

應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。