管式反應器流動特性測定設備
1實驗目的
1.了解連續均相管式循環反應器的返混性;
2.分析觀察連續均相管式循環反應器的流動征;
3.研究不同循環比下的返混程度,計算模型參數n。

2實驗原理
在工業生產上,對某些反應為了控制反應物的合適濃度,以便控制溫度、轉化率和收率,同時需要使物料在反應器內由足夠的停留時間,并具有定的線速度,而將反應物的部分物料返回到反應器進口,使其與新鮮的物料混合再進入反應器進行反應。在連續流動的反應器內,不同停留時間的物料之間的混和稱為返混。對于這種反應器循環與返混之間的關系,需要通過實驗來測定。
在連續均相管式循環反應器中,若循環流量等于零,則反應器的返混程度與平推流反應器相近,由于管內流體的速度分布和擴散,會造成較小的返混。若有循環操作,則反應器出口的流體被強制返回反應器入口,也就是返混。返混程度的大小與循環流量有關,通常定義循環比R為:

其中,離開反應器物料的體積流量就等于進料的體積流量
循環比R是連續均相管式循環反應器的重要征,可自零變至無窮大。
當R=0時,相當于平推流管式反應器;
當R=∞時,相當于全混流反應器。
因此,對于連續均相管式循環反應器,可以通過調節循環比R,得到不同返混程度的反應系統。般情況下,循環比大于20時,系統的返混性已經非常接近全混流反應器。
返混程度的大小,般很難直接測定,通常是利用物料停留時間分布的測定來研究。然而測定不同狀態的反應器內停留時間分布時,我們可以發現,相同的停留時間分布可以有不同的返混情況,即返混與停留時間分布不存在 對應的關系,因此不能用停留時間分布的實驗測定數據直接表示返混程度,而要借助于反應器數學模型來間接表達。
停留時間分布的測定方法有脈沖法,階躍法等,常用的是脈沖法。當系統達到穩定后,在系統的入口處瞬間注入定量Q的示蹤物料,同時開始在出口流體中檢測示蹤物料的濃度變化。
由停留時間分布密度函數的物理含義,可知

由于電導率與濃度之間存在線性關系,故可以直接對電導率進行復化辛普森積分,其公式如下:

其中,h—為所記錄數據的總時間;
n—為所要處理的數據個數;
a—為第組數據;
b—為后組數據;
由此可見 與示蹤劑濃度 成正比。因此,本實驗中用水作為連續流動的物料,以飽和 作示蹤劑,在反應器出口處檢測溶液電導值。在定范圍內,濃度 與電導值成正比,則可用電導值來表達物料的停留時間變化關系,即 ,這里 , 為t時刻的電導值, 為無示蹤劑時電導值。
由實驗測定的停留時間分布密度函數 ,有兩個重要的征值,即平均停留時間 和方差 ,可由實驗數據計算得到。若用離散形式表達,并取相同時間間隔 則:

在測定了個系統的停留時間分布后,如何來評介其返混程度,則需要用反應器模型來描述。
3技術參數
JY-GSF型管式反應器流動性測定設備的技術參數:
1、反應器:有機玻璃制成,φ30×1220mm內裝瓷質填料。
2、水泵:微型增壓泵,流量12L/min,揚程10m,功率90W。
3、流量計: LZB-6(6-60L/h)液體轉子流量計,觀察、控制流量。
4、電導率儀:數字電導率檢測儀,測定示蹤劑的含量。
5、各項操作及顯示、調節、控制全在控制屏板面進行。
6、管式反應器流動性測定實驗裝置框架為不銹鋼材質,結構緊湊,外形美觀,流程簡單、操作方便。
7、管式反應器流動性測定實驗裝置外形尺寸:1200X500X1600mm。
4主要配置
玻璃管式反應器、轉子流量計、水泵、電導率儀、閥門、管路、不銹鋼臺架及控制屏等。
5裝置與流程圖
管式反應器流動性實驗工藝流程圖
本實驗裝置由管式反應器和循環系統組成,連續流動物料為水,示蹤劑為食鹽水。實驗時,水從水箱用進料泵往上輸送,經進料流量計測量流量后,進入管式反應器,在反應器頂部分為兩路,路到循環泵經循環流量記測量流量后進入反應器,路經電導儀測量電導后排入地溝。待系統穩定后,食鹽從鹽水池通過電磁閥快速進入反應器。
實驗儀器
反應器為有機玻璃制成管式反應器 1個
ESC810F96C型在線電導率儀 1個
轉子流量計:
進料: 1個
循環: 1個
微型增壓泵 2個
實驗試劑:
主流體 自來水
示蹤劑 0.0l7mol/L食鹽溶液
6實驗準備
1. 藥品
0.0l7mol/L食鹽溶液:稱量5g食鹽到500ml水中,玻璃棒攪拌,使其溶解即可。
2. 實驗準備工作
熟悉流量計、循環泵的操作
熟悉進樣操作,可抽清水模擬操作
7實驗要求
1.實驗內容和要求
⑴實驗內容
用脈沖示蹤法測定循環反應器停留時間分布;
改變循環比,確定不同循環比下的系統返混程度;
觀察循環反應器的流動征。
⑵實驗要求
控制系統的進口流量,采用不同循環比,R=0,3,5,通過測定停留時間的方法,借助管式反應器模型度量不同循環比下系統的返混程度。
8操作要點
⑴實驗循環比做三個,R=0,3,5;
⑵調節流量穩定后方可注入示蹤劑,整個操作過程中注意控制流量;
⑶為便于觀察,示蹤劑中加入了顏料。抽取時勿吸入底層晶體,以免堵塞。
(4)旦失誤,應等示蹤劑出峰全部走平后,再重做。
9實驗步驟
(1) 開車步驟
① 通電:開啟電源開關,將電導率儀預熱,以備測量。
② 通水:首先要放空,開啟進料泵,讓水注滿管道,緩慢打開放空閥,有水注噴出即放空成功,其次使水注滿反應管,并從塔頂穩定流出,此時調節進水流量,保持流量穩定。
③ 循環進料:首先要放空,開啟循環水泵,讓水注滿管道,通過調節流量計閥門的開度,調節循環水的流量。
(2)進樣操作
① 將預先配置好的食鹽溶液加入鹽水池內,待系統穩定后,迅速注入示蹤劑,。
② 當記錄顯示的數據在2min內覺察不到變化時,即認為終點已到,停止,并保存數據。
③ 選擇相應的保存數據進行數據處理。
④ 改變條件,即改變循環比R=0、3、5,重復①~③步驟。
(3) 結束步驟
先關閉自來水閥門,再依次關閉流量計、水泵、電導率儀、總電源,將儀器復原。
10報告要求
JY-GSF型管式反應器流動性測定設備實驗報告要求:
1. 實驗數據處理與報告
① 列出數據處理結果表。
② 討論實驗結果。
2. 實驗討論題
①何謂循環比?循環反應器的征時什么?
②計算出不同條件下系統的平均停留時間,分析偏差原因;
③計算模型參數n,討論不同條件下系統的返混程度大小;
④討論下如何限制返混或加大返混程度。
11廠家介紹
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12安裝調試
JY-GSF型管式反應器流動性測定設備安裝調試計劃:
1.合同簽定以后,設備設計和工程實施人員將共同對安裝調試方案的技術細節進行分析、探討,制定詳細安裝調試計劃,包括:
(1)安裝調試手冊
(2)安裝調試進度安排
(3)安裝方式
(4)調試方法
(5)調試工具的準備、
(6)安裝調試環境的準備
(7)詳細的線纜連接圖
(8)設備參數配置表
(9)對影響設備安裝的關鍵工序、關鍵設備進行分析,提出相應的解決措施
2.現場安裝調試
設備到達安裝現場后,由我公司技術人員和用戶共同清點完畢后,安裝實施小組的工程師將開始設備安裝調試工作。
我們在設備安裝和調試的同時,將對使用單位的設備操作和維護人員進行現場培訓,同時提供套完整的技術資料。
3.設備驗收
在完成設備聯調工作后,我公司將配合用戶按照驗收測試計劃共同對設備進行現場驗收測試,對設備技術指標和設備總體性能進行驗收,設備驗收后簽署系統驗收文件。
13售后服務
JY-GSF型管式反應器流動性測定設備的質保期及售后服務的保證措施:
上海甲央教學設備有限公司保證為所售產品提供合格、及時、滿意的售后服務,并向采購人和采購代理機構作出如下承諾:
1.質保期: 3 年。
2.質保期內,提供免費上門維修服務,備件及往來費用全免費。
3.質保期滿后兩年,備件六折優惠,人工免費。
4.軟件系統終身免費升級。
5.每年不少于2次(開學前后)上門巡檢并對設備進行必要保養維護。
6.由法定不可抗力情況造成設備損壞,以成本價修復。
7.設備修復:無需更換配件的情況24小時以內修復,需更換配件時多4日修復。
供貨保障計劃
根據用戶要求,將保證在合同簽訂貨期內完成供貨和安裝調試,保證產品質量和按時供貨。
15產品相冊
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