利用磁性離子液體電生熱作為加熱介質(zhì)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種利用磁性離子液體電生熱作為加熱介質(zhì)的裝置，屬于反應(yīng)加 熱及新型材料開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的化學(xué)反應(yīng)體系加熱方式大多采用電加熱裝置間接為反應(yīng)體系進(jìn)行加熱，例 如采用金屬管加熱的裝置，通過(guò)對(duì)某種液體介質(zhì)(水或硅油等)加熱進(jìn)而傳遞熱量給反應(yīng)容 器并作用于反應(yīng)體系。發(fā)熱的金屬管多直接與液體介質(zhì)接觸，在加熱的過(guò)程中，加熱管、發(fā) 熱壁與液體的換熱面積小，加熱速度慢，能源轉(zhuǎn)換效率低，并且在間接傳遞熱量給反應(yīng)體系 的過(guò)程中，易造成熱量損失、加熱不均勻等問(wèn)題。
[0003] 又例如采用電熱盤加熱的方式，主要結(jié)構(gòu)包括外殼體及侶質(zhì)或不誘鋼的內(nèi)膽，內(nèi) 膽底面緊貼有電熱盤，利用電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，借助侶質(zhì)內(nèi)膽或不誘鋼內(nèi)膽對(duì)液體進(jìn) 行加熱，進(jìn)而對(duì)反應(yīng)容器加熱為反應(yīng)體系供熱。或是直接利用電熱盤對(duì)反應(yīng)容器進(jìn)行加熱 進(jìn)而間接為反應(yīng)體系供熱。加熱盤主要由發(fā)熱管構(gòu)成，發(fā)熱管外表面加有絕緣隔離層，金屬 管內(nèi)有電阻絲，在電阻絲的兩端連接有電極端，在金屬管與電阻絲之間隙用氧化儀填充，形 成導(dǎo)熱層，由于發(fā)熱絲的體積小，又被埋在導(dǎo)熱效果差的氧化儀粉中，電阻絲發(fā)的熱量積聚 在電阻絲上難W散發(fā)，導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)換效率低;加上，在傳熱過(guò)程中易出現(xiàn)能耗損失，導(dǎo)致運(yùn) 種加熱效率非常低。
[0004] 運(yùn)些傳統(tǒng)的加熱方法普遍存在能源轉(zhuǎn)化效率低、熱傳遞效果差、加熱速度慢、加熱 不均勻等問(wèn)題，對(duì)反應(yīng)體系中的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有很大的不利影響，易造成一些副反應(yīng)的發(fā) 生，影響產(chǎn)品純度等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用磁性離子液體電生熱作為加熱介質(zhì)的裝置， 該裝置包括殼體1、耐高溫絕緣體層2、電極板3、溫度檢測(cè)器5、電源6;耐高溫絕緣體層2設(shè)置 在殼體1內(nèi)，電極板3設(shè)置在高溫絕緣體層2內(nèi)側(cè)，電極板3通過(guò)導(dǎo)線4與電源6連接，溫度檢測(cè) 器5設(shè)置在殼體1內(nèi)用于檢測(cè)殼體中溫度變化，并與電源6連接進(jìn)行反饋。
[0006] 所述電源6提供直流電壓或交流電壓，電壓為10~220V。
[0007] 所述電極板3為矩形且貼合覆蓋于高溫絕緣體層2內(nèi)側(cè)，形成一個(gè)類似"電容器"的 結(jié)構(gòu)。
[0008] 本實(shí)用新型裝置通過(guò)利用磁性離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)并放置于殼體1中的電極板 3內(nèi)側(cè)，施加可控電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，使磁性離子液體的陰陽(yáng)離子在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)遷 移和劇烈碰撞，在其內(nèi)部形成電流，由此產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，同時(shí)作為良好的生 熱、傳熱及儲(chǔ)熱介質(zhì)，在反應(yīng)體系內(nèi)部與反應(yīng)物質(zhì)直接接觸進(jìn)行快速加熱，并通過(guò)良好的傳 熱效果和儲(chǔ)熱性能，使反應(yīng)體系受熱均勻、穩(wěn)定，讓化學(xué)反應(yīng)過(guò)程更加穩(wěn)定、快速;運(yùn)種加熱 方法不僅提高了能源轉(zhuǎn)化效率，還有利于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的順利發(fā)生，消除了因升溫慢、受熱 不均等問(wèn)題而引起副反應(yīng)的發(fā)生、產(chǎn)物純度低等不利影響，運(yùn)對(duì)加熱技術(shù)w及對(duì)反應(yīng)體系 供熱形式的發(fā)展有重大意義。
[0009] 本實(shí)用新型所述磁性離子液體物化性質(zhì)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性良好，在常溫或高達(dá)350°C 條件下為液體，具有良好的導(dǎo)電性、傳熱效果及儲(chǔ)熱性能。
[0010] 本實(shí)用新型所述磁性離子液體為:咪挫類磁性離子液體[Cnmim]ABx、化晚類磁性離 子液體[CnPy ] ABx、化咯類磁性離子液體[CnmP ] ABx、季錠類磁性離子液體[NCn ] ABx、季憐類磁 性離子液體[PCn]ABx中的一種或幾種，其中A可為化、611、〇7、化、(：〇、111或口(1;8可為01、化或幾 基;P為憐;N為氮;Cn為烷基，η為2~14。
[0011] 本實(shí)用新型所述磁性離子液體可應(yīng)用于各種需要加熱的反應(yīng)體系，特別是要求生 熱速率快、加熱溫度高、加熱均勻的反應(yīng)體系;反應(yīng)體系為生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)、加熱催化脫 面反應(yīng)、加熱聚合反應(yīng)、加熱解聚反應(yīng)等。
[0012] 本實(shí)用新型裝置使用過(guò)程中，電壓對(duì)磁性離子液體生熱效率和升溫極限具有決定 性控制，電壓越大，電場(chǎng)力越大，升溫也會(huì)越快。電極板3用于通電加壓后產(chǎn)生電場(chǎng);電源6可 切換直流和交流電壓、調(diào)節(jié)電壓大小、設(shè)定溫度，并通過(guò)溫度檢測(cè)器5來(lái)為電極板3進(jìn)行自動(dòng) 斷電和通電加壓，W保證反應(yīng)裝置內(nèi)溫度恒定在設(shè)定的溫度。
[0013] 本實(shí)用新型裝置適用溫度為0°C~400°C，運(yùn)行方式依據(jù)處理要求而定，為連續(xù)式 或間歇式。
[0014] 在利用磁性離子液體作為介質(zhì)加電壓內(nèi)生熱為反應(yīng)體系供熱時(shí)，使磁性離子液體 與反應(yīng)物質(zhì)混合于反應(yīng)裝置中。通過(guò)施加可控電壓，使電極板產(chǎn)生可控電場(chǎng)，使得磁性離子 液體的陰陽(yáng)離子在電場(chǎng)力的作用下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)遷移，在其內(nèi)部形成電流，并且磁性離子液體 之間及與反應(yīng)物質(zhì)之間發(fā)生摩擦碰撞，產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，快速升溫為反應(yīng)體系 進(jìn)行直接加熱。另一方面，磁性離子液體本身也是一種良好的溶劑和催化劑，可W對(duì)很多有 機(jī)或無(wú)機(jī)化合物有很好的溶解能力，對(duì)很多化學(xué)反應(yīng)過(guò)程也具有良好的金屬催化性能。在 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，磁性離子液體可W與反應(yīng)物質(zhì)直接接觸，對(duì)某些化學(xué)鍵進(jìn)行直接加熱和 催化，使其斷裂或形成，使化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的發(fā)生更加精準(zhǔn)，效率更高。
[0015] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果如下：
[0016] (1)在該裝置內(nèi)，通過(guò)施加可控電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，能使磁性離子液體同時(shí)成為良好的 生熱、傳熱及儲(chǔ)熱反應(yīng)介質(zhì)，在反應(yīng)體系內(nèi)部直接為反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行快速、穩(wěn)定、均勻的供熱， 克服了傳統(tǒng)外部加熱方法的緩慢、不均勻等缺點(diǎn)，消除了因升溫慢、受熱不均等問(wèn)題而引起 副反應(yīng)的發(fā)生、產(chǎn)物純度低等不利影響。
[0017] (2)本裝置的加熱方法利用了磁性離子液體可同時(shí)作為生熱、傳熱、儲(chǔ)熱反應(yīng)介質(zhì) 的特點(diǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)體系的內(nèi)部直接加熱，大大增加了發(fā)熱源與反 應(yīng)體系的換熱面積，其能源轉(zhuǎn)化效率、熱傳遞效率等均比傳統(tǒng)的加熱方式有很大的提高，具 有升溫迅速，傳熱速度快且均勻，傳熱模式科學(xué)，熱損失少，大幅度降低能耗等特點(diǎn)。
[0018] (3)該裝置中使用的磁性離子液體是一種新型具有磁性的綠色溶劑，熱穩(wěn)定相良 好，呈現(xiàn)較寬的液態(tài)可操作范圍，蒸汽壓低，不揮發(fā)，不易燃易爆，具有良好的導(dǎo)電性和溶解 性等;在分離方面，磁性離子液體可通過(guò)外加磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速分離和回收利用，避免了使用精 饋、萃取等傳統(tǒng)方法而造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題;在催化方面，磁性離子液體一般都 含有過(guò)渡金屬元素，因而對(duì)某些反應(yīng)體系具有良好金屬催化效果，又可通過(guò)外加磁場(chǎng)對(duì)催 化體系進(jìn)行控制，使反應(yīng)體系能夠達(dá)到最佳的催化效果;在傳質(zhì)傳熱方面，磁性離子液體具 有較高的熱容、良好的熱穩(wěn)定性、分散性W及磁可控性，是一種新型的綠色磁性介質(zhì)。
[0019] (4)本裝置是一種新型的高效、穩(wěn)定、安全、綠色環(huán)保、操作簡(jiǎn)便的加熱裝置，是一 種對(duì)反應(yīng)體系加熱方式上的革新，并且可應(yīng)用于諸多需要加熱的反應(yīng)體系。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型利用磁性離子液體電生熱加