Контроль температуры химической реакции

Датчики температуры бывают разной формы, как правило, это стержни с чувствительным элементом, который представляет собой платиновое сопротивление, зависящее от температуры. Использование РТ100, который не окисляется и не меняет свойств со временем, обеспечивает великолепную стабильность, точность и воспроизводимость измерения температуры. При надлежащей калибровке датчика точность измерения температуры может составлять до 0,001°С, а термопара может показывать 0,1-1°С.

Датчик температуры, помещенный в среду, будет фиксировать ее температуру и передавать сигнал на контроллер. Термостаты Huber позволяют следить за показаниями датчика температуры РТ100. На большом графическом дисплее блока управления будет отображаться заданная температура и температура среды в виде графика. Термостаты HUBER могут быть подключены к компьютеру. В настоящее время HUBER предоставляет программу Spy-Light для мониторинга температуры совершенно бесплатно.

Рассмотрим принцип действия термодатчика, подсоединенного к термостату с системой циркуляции, на при-мере реакторной системы. В реакторах датчик температуры РТ100 может быть встроен в донный клапан либо зафиксирован через горлышко крышки.

Реакторы с рубашкой обогреваются (охлаждаются) с помощью циркулирующей жидкости (теплоносителя), температура которой поддерживается с помощью термостата: пользователь задает нужную температуру с помощью контроллера. Термостат обладает встроенным термодатчиком, который позволяет ему фиксировать температуру теплоносителя в бане.

Предположим, что в результате экзотермической химической реакции произошло резкое увеличение температуры в среды. Тепло не может моментально перейти от реакционной среды к теплоносителю, кроме того еще существуют стенки реактора. Постепенно в результате теплопередачи температура жидкости в рубашке реактора начнет возрастать, по возвращению в термостат (желательно использовать короткие шланги) встроенный термодатчик зафиксирует отклонение температуры от заданной величины и включит функцию охлаждения.

НО! В некоторых реакциях возрастание температуры недопустимо, выброс тепла необходимо снимать как можно быстрее. В этих случаях датчик температуры РТ100 просто необходим.

Итак, произошел выброс тепла, который был сразу зафиксирован датчиком температуры. Сигнал об этом был передан на контроллер, после этого термостат сразу же начинает работать на охлаждение, постоянно сравнивая заданную температуру с показаниями термодатчика. Как только РТ100 передаст температуру, равную заданной, охлаждение будет отключено.

Скорость подавления экзо-/эндотермических реакции зависит от мощности нагрева/охлаждения и от мощности встроенного циркуляционного насоса. Термостаты Huber оснащены специальным датчиком напора VPC для контроля давления циркулирующей жидкости, чтобы предохранить стеклянные реакторы от разрушения. Для работы с реакторными системами от 5 л и более компания Huber рекомендует использовать только термостаты серии Unistat.

Как видно из диаграммы, на 39 минуте началась экзотермическая реакция (красная кривая пошла вверх), сразу же термостат сработал на охлаждение и температура теплоносителя пошла вниз (зеленая линия). Сбросить температуру реакционной среды до заданного уровня удалось за 10-11 мин (красная линия приблизилась к синей), но при этом температура циркулирующего теплоносителя оставалась отрицательной. Только когда температура реакционной смеси стала опускаться ниже заданного значения (на 55 минуте) термостат сработал на нагрев (резкое возрастание зеленой кривой).

Если протекание экзо-/эндотермической реакции для Вашей системы недопустимо, температура не должна отклоняться от заданной и т.п., мы можем провести расчет для подбора необходимого термостата. Свяжитесь, пожалуйста, с нашими специалистами.