專利名稱：氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)反應(yīng)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
測定反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時(shí)間分布可以確定反應(yīng)器內(nèi)物料的返混程度。反應(yīng)器內(nèi)物料的返混程度大小會直接影響反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布和反應(yīng)物料的濃度分布，從而影響到反應(yīng)結(jié)果，所以測定反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時(shí)間分布是化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，在教學(xué)過程中用于測量反應(yīng)器內(nèi)物料停留時(shí)間分布的裝置只含有機(jī)械攪拌釜和管式反應(yīng)器兩大類傳統(tǒng)反應(yīng)器，而且也只能對單一液體(通常為水)流經(jīng)反應(yīng)器時(shí)的溫度分布以及停留時(shí)間進(jìn)行測定，不能對氣相流體進(jìn)行測定。而針對氣液兩相反應(yīng)，目前已開發(fā)出多種高效新型反應(yīng)器，如鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器等。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，至今尚缺少能直觀、綜合展示上述新型反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流動情況以及測定反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于觀測反應(yīng)器內(nèi)氣液流動情況、 測定器內(nèi)液相停留時(shí)間分布的氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，它包括液體供給系統(tǒng)以及示蹤測試系統(tǒng)，它還包括氣體供給系統(tǒng)以及鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器；所述的鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器均分別與液體供給系統(tǒng)和氣體供給系統(tǒng)連接，所述的示蹤測試系統(tǒng)經(jīng)示蹤劑管路與鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器以及外循環(huán)反應(yīng)器連接。所述的鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器以及外循環(huán)反應(yīng)器均為透明材料制成的反應(yīng)器。它還包括用于清洗示蹤劑管路的清洗系統(tǒng)，所述的清洗系統(tǒng)與示蹤劑管路連接。采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)采用可以通入氣體的反應(yīng)器鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器，而反應(yīng)器用透明玻璃材料加工而成，可以直觀清楚展示反應(yīng)器的整個(gè)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流體的流動情況，進(jìn)而可以測定不同空氣流量下反應(yīng)器內(nèi)液體的停留時(shí)間分布，確定氣液兩相流動反應(yīng)器內(nèi)氣體流量對液相返混程度的影響，在試驗(yàn)結(jié)束后由清洗系統(tǒng)對示蹤劑管路進(jìn)行清洗。

圖1是本實(shí)用新型氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。其中，1、自來水引入水儲槽；2、經(jīng)水泵；3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4、四通轉(zhuǎn)換閥；5、液體入口 ；6、電導(dǎo)率儀；7、空氣經(jīng)壓縮機(jī)；8、氣體緩沖罐；9、氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)；10、四通轉(zhuǎn)換閥；11、氣體入口 ；12、氣體出口 ；13、示蹤劑罐；14、清洗劑罐；15、三通轉(zhuǎn)換閥；16、電磁閥；17、 鼓泡塔；18、外循環(huán)反應(yīng)器；19、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本實(shí)用新型氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，它包括液體供給系統(tǒng)以及示蹤測試系統(tǒng)，參照現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置，液體供給系統(tǒng)主要由水儲槽1、 水泵2組成，通過連接用的管路連接組裝，在連接管路上設(shè)置液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)3以及四通轉(zhuǎn)換閥4以及必要的閥門，而示蹤測試系統(tǒng)主要由示蹤劑罐13、清洗劑罐14、電導(dǎo)率儀6和計(jì)算機(jī)經(jīng)由連接管道組裝連接，在連接管道上也設(shè)置適當(dāng)?shù)囊约氨匾拈y門(如電磁閥16、 四通閥10)等部件。它還包括氣體供給系統(tǒng)以及鼓泡塔17、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19、外循環(huán)反應(yīng)器18 ；所述的鼓泡塔17、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19、外循環(huán)反應(yīng)器18均分別與液體供給系統(tǒng)和氣體供給系統(tǒng)連接，這里的氣體供氣系統(tǒng)主要由由空氣壓縮機(jī)7、氣體緩沖罐8組成，經(jīng)管路分別于上述的鼓泡塔17、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19、外循環(huán)反應(yīng)器18連接，并在連接管路上布置適當(dāng)?shù)牧髁坑?jì) (如氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)9)、閥門等部件。所述的示蹤測試系統(tǒng)經(jīng)示蹤劑管路與鼓泡塔17、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19以及外循環(huán)反應(yīng)器18連接。為便于觀察，所述的鼓泡塔17、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19以及外循環(huán)反應(yīng)器18均為透明材料制成的反應(yīng)器，如使用玻璃制造的。為便于試驗(yàn)結(jié)束后對整套實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行清洗，本實(shí)用新型還包括用于清洗示蹤劑管路的清洗系統(tǒng)，所述的清洗系統(tǒng)與示蹤劑管路連接。在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，可以以空氣為氣相、水為液相、硝酸鉀(或者氯化鉀)飽和水溶液為示蹤劑、清水作為示蹤劑管路清洗劑。試驗(yàn)時(shí)，自來水引入水儲槽1，經(jīng)水泵2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)3計(jì)量控制后，經(jīng)過四通轉(zhuǎn)換閥4從液體入口 5導(dǎo)入鼓泡塔17或者外循環(huán)反應(yīng)器18，或者內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19底部，當(dāng)鼓泡塔內(nèi)水面上升至液體出口處時(shí)，水經(jīng)液體出口流經(jīng)電導(dǎo)率儀6后排入下水道?？諝饨?jīng)壓縮機(jī)7升壓沿氣體管路進(jìn)入氣體緩沖罐8、再經(jīng)氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)9計(jì)量控制后，經(jīng)過四通轉(zhuǎn)換閥10從底部氣體入口 11導(dǎo)入鼓泡塔17 (或者外循環(huán)反應(yīng)器18，或者內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19)底部進(jìn)入反應(yīng)器，與反應(yīng)器內(nèi)的水混合上升，到達(dá)反應(yīng)器上部氣液分離區(qū)，與水相分離后從反應(yīng)器頂部氣體出口 12排空。在恒定的氣液流量下，鼓泡塔17 (或者外循環(huán)反應(yīng)器18，或者內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19)內(nèi)氣液兩相連續(xù)流動到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)打開電磁閥163 10秒，瞬間使一定量的示蹤劑水溶液流入液體管路，與水一起進(jìn)入到鼓泡塔底部；在打開電磁閥16的同時(shí)，計(jì)算機(jī)開始記錄電導(dǎo)率儀測得的從鼓泡塔流出來的水溶液的電導(dǎo)率信號，即獲得表示在此種氣液流動狀況下鼓泡塔17或者外循環(huán)反應(yīng)器18，或者內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器19內(nèi)水相的停留時(shí)間分布數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，將三通轉(zhuǎn)換閥15調(diào)到洗滌罐與示蹤劑管路相連，用3到5倍示蹤劑管路容積的水洗滌管路。然后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，它包括液體供給系統(tǒng)以及示蹤測試系統(tǒng)，其特征在于它還包括氣體供給系統(tǒng)以及鼓泡塔(17)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(19)、外循環(huán)反應(yīng)器(18)；所述的鼓泡塔(17)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(19)、外循環(huán)反應(yīng)器(18)均分別與液體供給系統(tǒng)和氣體供給系統(tǒng)連接，所述的示蹤測試系統(tǒng)經(jīng)示蹤劑管路與鼓泡塔(17)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(19)以及外循環(huán)反應(yīng)器(18)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的鼓泡塔(17)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(19)以及外循環(huán)反應(yīng)器(18)均為透明材料制成的反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它還包括用于清洗示蹤劑管路的清洗系統(tǒng)，所述的清洗系統(tǒng)與示蹤劑管路連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供的氣液反應(yīng)器內(nèi)液相停留時(shí)間分布測定的實(shí)驗(yàn)裝置，它包括液體供給系統(tǒng)以及示蹤測試系統(tǒng)，它還包括氣體供給系統(tǒng)以及鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器；所述的鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器均分別與液體供給系統(tǒng)和氣體供給系統(tǒng)連接，所述的示蹤測試系統(tǒng)經(jīng)示蹤劑管路與鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器以及外循環(huán)反應(yīng)器連接。采用可以通入氣體的反應(yīng)器鼓泡塔、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、外循環(huán)反應(yīng)器，而反應(yīng)器用透明玻璃材料加工而成，可以直觀清楚展示反應(yīng)器的整個(gè)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流體的流動情況，進(jìn)而可以測定不同空氣流量下反應(yīng)器內(nèi)液體的停留時(shí)間分布，確定氣液兩相流動反應(yīng)器內(nèi)氣體流量對液相返混程度的影響，在試驗(yàn)結(jié)束后由清洗系統(tǒng)對示蹤劑管路進(jìn)行清洗。
文檔編號G09B23/24GK202142228SQ201120240820
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者呂海霞, 尚龍安, 張艷輝, 王穎 申請人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院