이중층 유리 반응기의 고정밀 진공 압력(양압 및 음압) 제어 솔루션

1. 이중층유리반응기란?

이중층 유리 반응기는 이중층 유리로 설계되었습니다. 내부 층은 교반 반응을 위해 반응 용매에 넣을 수 있으며 중간층은 순환 가열 또는 냉각 반응을 위해 다양한 냉열원(냉동 액체, 온수 또는 뜨거운 오일)을 통과할 수 있습니다.

밀폐된 유리 반응기에서는 설정된 항온 조건 하에서 필요에 따라 진공 내지 약간의 양압 조건에서 교반 반응을 진행할 수 있으며, 반응 용액의 환류 및 증류도 진행할 수 있다. 현대 정밀화학 공장, 바이오 의약품, 신소재 합성에 이상적인 제조 장비입니다.


이중층 유리 반응기는 다른 반응기와 동일합니다. 진공 압력은 반응 과정에서 중요한 제어 변수입니다. 다양한 반응 공정에는 종종 다양한 진공(음압) 또는 압력(양압) 값이 필요합니다.

그러나 현재 대부분의 유리 교반 탱크 반응기에는 진공 압력의 정확한 제어에 여전히 심각한 결함이 있으며 이는 주로 다음 측면에 반영됩니다.

1. 자동 제어 방법이 없으며 대부분은 진공 펌프 추출 및 수동 개입에만 의존하므로 단순한 진공 환경을 개선할 수 있을 뿐 제어에 도달할 수 없습니다.
2. 일부 진공 압력 컨트롤러는 스위치식 흡기 제어 모드를 채택하고 진공 압력이 크게 변동하며 대부분 프로그램 제어에 도달할 수 없습니다.
3. 제어방식은 단일이며, 전범위(1Pa~0.1MPa)의 진공도 제어는 불가능하고, 특정 범위에서만 제어가 가능하다. 또한 대부분의 유리 교반 탱크 반응기는 미세 양압 공급 및 제어 기능이 없습니다.
4. 많은 원자로는 펌핑 속도를 제어하기 위해 버터플라이 밸브 또는 볼 밸브를 사용합니다. 소형 유리 반응기의 경우 버터플라이 밸브와 볼 밸브의 응답 속도가 너무 느려서 특히 온도가 변할 때 진공 압력을 정확하게 제어할 수 없습니다. 이러한 현상은 반응 과정에서 특히 두드러진다.
5. 마찬가지로 속도 조절이 가능한 진공 펌프도 반응기의 진공도를 제어하는 데 사용됩니다. 그러나 응답 속도가 느려 진공 압력의 변동이 크다는 문제도 있습니다. 또한, 펌핑율을 조절하는 것만으로는 1기압에 가까운 저진공(고압)의 범위를 제어할 수 있을 뿐이며, 고진공(저압)의 범위를 제어하는 것은 무력하다.
6. 많은 원자로에는 가스(또는 액체) 부품에 대한 엄격한 요구 사항이 있어 위생(또는 식품 등급) 밸브가 필요하지만 현재 대부분의 전기 제어 밸브는 이러한 특별한 요구 사항을 충족할 수 없습니다.

위에서 언급한 이중층 유리 반응기의 문제를 해결하기 위해 이 기사에서는 완전하고 성숙한 솔루션을 보여줍니다.KAOLU 의 비례 압력 조절기고정밀 이중 채널 PID 컨트롤러는 다양한 범위의 진공 게이지, 반응기, 진공 펌프 및 양압 공기 공급원과 결합되어 폐쇄 루프 제어 루프를 구성합니다.

업스트림 및 다운스트림(흡기 및 배기) 동시 제어의 양방향 모드를 통해 전체 범위의 진공 및 미세 양압에 대한 자동 프로그래밍 제어에 도달할 수 있어 높은 제어 정확도에 도달하고 호스트 컴퓨터와 통신하여 중앙 통제에 도달하십시오.

2. 진공압력(정압과 부압, 고압과 저압) 제어방법

일반적으로 표준대기압(절대압력 1Bar 또는 750Torr)을 기준으로 표준대기압보다 낮은 압력은 부압 또는 진공환경, 표준대기압보다 높은 압력은 음압환경이라고 규정하고 있습니다. 양압(압력) 환경.

그런 다음 교반 반응기의 공기압 작업 환경 제어는 일반적인 진공압 (양압 및 음압 또는 고압 및 저압) 제어 문제입니다.

정압 및 부압 제어의 대표적인 방법은 동적평형법(Dynamic Balance Method)이며, 그 원리는 그림 1과 같습니다.

동적 균형 방법의 핵심 원리는 제어되는 압력 용기의 공기 흡입구와 배출구가 특정 설정된 균형에 도달한다는 것입니다. 그림 1의 검은색 화살표 선은 가스 흐름 방향을 나타내고 빨간색 화살표 선은 전기 신호의 전송 및 방향을 나타냅니다.

그 중 고압 공기 소스는 양압 소스로 사용되며 진공 펌프는 공기 펌핑을 위한 음압 소스를 제공합니다. 프로세스 조절기는 센서 신호를 수집하고 이를 설정값과 비교하여 입구 및 출구 흐름이 균형 잡힌 상태에서 설정값에 도달할 수 있도록 입구 및 출구 밸브의 개방을 동시에 조정합니다.

진공 압력 제어에 동적 균형 방법을 사용하면 두 가지 주요 이점이 있습니다.

1. 제어 범위는 광범위하며 진공에서 양압까지 연속 제어에 도달할 수 있습니다.
2. 전체 범위에서 높은 제어 정밀도를 갖습니다. 고진공(저압) 범위에서 제어할 경우 배기 밸브의 열림은 고정되고 흡기 밸브의 열림은 조정됩니다. 저진공 또는 약간 양압 범위에서 제어할 경우 흡기 밸브의 열림은 고정되고 배기 밸브의 열림은 조정됩니다.

3. 솔루션

진공압력조절장치는 주로 고압의 공기원으로 구성되며,KAOLU 의 진공 비례 압력 조절기, 진공 압력 센서, PID 프로세스 조절기 및 진공 펌프.

1. 고압 공기 공급원
   고압 가스 공급원은 일반적으로 미량 양압 제어 공정에 설정된 압력보다 높은 고압 가스를 제공합니다. 가스 공급원은 일반적으로 고압 가스 실린더이며, 고압 가스 실린더는 감압 밸브를 통해 고정된 압력으로 가스를 출력합니다.
   
   이 고정 압력은 제어해야 하는 미세 양압보다 약간 커야 합니다. 반응기를 진공(음압) 범위에서만 제어하면 고압 가스 공급원이 필요 없고 대기를 직접 사용할 수 있습니다.
   
   
2. KAOLU 의 진공 비례 압력 조절기
   KAOLU '진공 비례 압력 조절기는 전기 니들 밸브를 포함한 빠른 응답의 전자 조절 밸브입니다.KAOLU 's 진공 비례 압력 조절기는 소유량 흡입 조정에 적합합니다. 소규모 이중층 유리 반응기의 경우 입구 및 출구 조절 밸브는 전자 제어 니들 밸브를 직접 사용할 수 있으며, 대용량 반응기의 경우 입구 밸브로 전자 니들 밸브가 선택됩니다.
   
   본격적인 오픈 시간은KAOLU의 진공 비례 압력 조절기는 0.8s입니다. 빠른 응답 시간은 제어 정확도를 보장하는 중요한 요소 중 하나입니다.
   
   
3. 진공 압력 센서
   센서는 반응 공정 전반에 걸쳐 진공 압력 측정의 핵심이며, 센서의 측정 정확도는 반응기 온도 및 진공 압력의 제어 정확도와 공정의 유효성도 결정합니다. 일반적으로 고정밀 정전용량 진공 게이지를 사용하는 것이 좋습니다.
   
   전체 진공압력 범위에서 용량형 진공게이지 2가지 사양(10Torr, 1000Torr)은 기본적으로 저압(진공)부터 약간 양압(고압)까지 전체 범위를 커버할 수 있으며, 측정 정확도 × 0.25도 보장할 수 있습니다. 진공 압력 하에서 %. 측정 범위에 해당하는 정전용량 진공 게이지의 신호 출력은 일반적으로 0~10V DC 전압이며, 출력 전압은 진공도 측정 값과 선형 관계를 갖습니다.
   
   일부 반응기는 피라니 게이지를 사용하여 진공 범위를 측정하지만 피라니 게이지의 측정 오차가 상대적으로 크고 해당 출력 전압 신호가 진공도와 비선형 관계를 갖기 때문에 일반적으로 피라니 게이지가 측정 및 반응기에 사용됩니다. 진공 압력 제어에는 높은 제어 정확도가 필요하지 않습니다.
   
   정전용량 진공 게이지의 양압 측정 기능은 매우 제한적이며 피라니 게이지는 양압을 측정할 수 없다는 사실에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 양압 제어를 수행하려면 해당 정확도를 갖춘 양압 센서가 필요합니다.
   
   
4. PID 프로세스 레귤레이터
   프로세스 조절기는 진공 압력 제어에 도달하는 핵심이며, 획득 정확도와 조정 정확도는 진공 압력의 최종 제어 정확도를 결정합니다. 이 솔루션은 두 개의 독립적인 채널을 사용하여 흡입 밸브와 배출 밸브를 각각 조정하는 초정밀 듀얼 채널 PID 프로세스 레귤레이터를 사용합니다.
   
   각 채널은 24비트 AD, 16비트 DA 및 배정밀도 부동 소수점 연산으로 구성되며 최소 출력 비율은 0.01%에 도달할 수 있습니다. 이는 산업용 PID 레귤레이터에 대한 세계 최고 수준의 구성입니다. 또한 ±1% 이상의 진공 압력 제어 정확도에 쉽게 도달할 수 있는 전자 조절 밸브이기도 합니다.
   
   초고정밀 듀얼 채널 PID 프로세스 레귤레이터는 강력한 기능을 갖추고 있습니다. PID 매개변수는 자체 조정이 가능하며 다양한 반응 프로세스의 요구 사항을 충족하기 위해 여러 PID 매개변수 세트를 저장할 수 있습니다. 또한 MODBUS 표준 통신 프로토콜이 있으며 중앙 제어의 호스트 컴퓨터를 통해 여러 레귤레이터의 제어에 도달할 수 있습니다. 기계와 함께 제공되는 컴퓨터 소프트웨어는 PID 컨트롤러의 원격 설정, 데이터 수집, 표시 및 저장을 수행할 수 있어 진공 압력 제어 시스템의 디버깅을 크게 촉진합니다.

4. 결론

요약하면, 본 논문에서 제안하는 진공압력 정밀 제어 솔루션은 이중층 유리 반응기의 진공압(정압 및 부압)의 정확한 제어 요구를 충족할 수 있을 뿐만 아니라 다른 다양한 반응기 및 회전 기술에서도 사용할 수 있습니다. 진공 압력 제어.

이 기사에서 설명하는 솔루션은 개별 구조를 갖춘 진공 압력 제어 시스템입니다. 제어 시스템은 필요와 특정 반응기 설계에 따라 통합될 수도 있습니다. 전자 제어 밸브와 PID 조절기가 하나의 기기에 통합되어 있어 전체 반응기 레이아웃 설계 및 키팅에 더욱 편리합니다.

에 대한 자세한 내용은KAOLU 의 진공 비례 압력 조절기, 우리를 참조하십시오웹사이트.