[发明专利]一种结晶釜温度控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种结晶釜温度控制系统及控制方法，该温度控制系统由设有外盘管的结晶釜、储水罐、换热器、DCS控制系统及输送管道组成；当物料进入结晶釜前，通入蒸汽，通过加热循环水对结晶釜进行预热；当结晶操作开始时，关闭蒸汽调节阀，通入冷冻水，利用换热器降低循环水温度，从而为结晶釜降温。该温度控制方法DCS控制按不同的结晶釜温度t分段设置不同温度差Δt以保证结晶产品的质量并提高产品的结晶速度。本发明结晶釜温度控制系统，集结晶釜升温与降温与一体，可灵活稳定控制结晶釜温度且控温度范围广，对于结晶终点温度低至5℃的结晶反应也能达到很好的降温效果；不仅能有效平稳控制结晶釜内的温度，保证结晶过程的顺利进行，而且增大降温的下限。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种结晶釜温度控制系统及控制方法。

背景技术

冷却结晶是化工行业中产品提纯的一种重要方法。冷却结晶过程中，结晶釜温度对结晶过程的顺利进行至关重要。如果温度控制不当，会影响产品的晶体品质，减缓产品的结晶速度。目前关于结晶过程连续降温温度控制方法的相关文献较少。

专利申请号为200810012328.4一种带夹套的反应釜温度控制系统及其温度控制方法，公开了以蒸汽为热源、冷却水为冷媒通过调节夹套水温度从而控制反应釜内温度的方法。当测得反应釜内温度高于设定值时，打开冷却水调节阀，冷却水被送至夹套，降低夹套内部水温从而降低反应釜内温度；当测得反应釜内温度低于设定值时，打开蒸汽调节阀，蒸汽通过射流混合器进入夹套内，给反应釜升温。

专利申请号为201220407389.8用于合成三元材料前驱体的带夹套反应釜的温度控制系统，公开了首先分别设定温度控制仪表a和温度控制仪表b以及温度控制仪表c一个值，然后用冷水或蒸汽给水槽降温或升温的方法。把反应釜温度控制设计分为降温系统和升温系统，从而使反应釜温度控制具有自动化程度高、精密度优和能耗低等优点。

专利申请号为201720697414.3一种间歇结晶自动化控制系统，公开了选用100℃热水为热水源、-15℃～-10℃冷水为冷水源，快速升温阶段：打开热水阀5，打开调节阀3使结晶釜温度升高到设定值；恒温阶段：关闭调节阀3使结晶釜温度保持恒定，打开冷水阀4，预热水槽温度开始下降；降温阶段：热水阀5保持恒定热水流量，开启冷水阀4使预热水槽温度降低到指定值，控制调节阀3使结晶釜温度匀速下降到指定值；缓慢降温阶段：调节冷水阀4，控制调节阀3控制结晶釜温度下降速率至结晶完成。

但现有专利中普遍存在用于换热系统的水循环利用率低、降温范围较窄的问题，如专利申请号为200810012328.4中没有对用于换热的水进行循环利用；而专利申请号为201220407389.8虽设有水箱储水，但每次给反应釜降温时需额外向换热系统加入新鲜冷却水，换热系统中水的循环利用程度不高，由于采用冷却水作冷媒，上述专利对结晶终点温度较低的反应存在一定的局限性。又如专利申请号为201720697414.3中选用-15℃～-10℃冷水为冷媒，可有效降低反应釜夹套温度从而降低反应釜内温度，但其向水槽内通入热水时会稀释冷水中冷冻剂浓度，致使冷水不能循环利用。尤其是现有技术专利申请号为200810012328.4和201220407389.8以及201720697414.3没有将结晶釜温度t和外盘管与结晶釜的温度差Δt进行检测和控制。由此，造成物料刚刚进入结晶釜时，结晶初期温度差较大，结晶釜壁侧温度降低过快，由于母液中所含产品浓度较高，在结晶釜壁面形成晶疤，生成的初期结晶产品颗粒大、纯度低、品质差。而结晶末期温度差较小，由于母液中所含产品浓度较低，使末期结晶产品收率低、传热速率小、结晶速度慢。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种结晶釜温度控制系统及控制方法，可有效提高换热系统中水的利用率，增大降温下限，可以平稳控制结晶釜温度。