CN109584694A - 化工生产线通用模块化教学实践装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了化工生产线通用模块化教学实践装置，包括公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块、乳化模块、调浆模块、蒸发浓缩模块、预处理模块、提取模块、干燥模块，还包括配水模块、A2O模块、后处理模块和电控系统，上述各个模块根据教学实践要求自由搭配、组合连接，电控系统包括设置在上述各个模块内的电控箱，且各个模块内的电控箱均设置控制器和触控屏，本发明可有效帮助学生掌握各种化工处理工艺相关知识，掌握各处理工序的基本原理，增强学生对多种化工生产处理工艺指标控制能力，提升对化工生产线设计、搭建、调试及控制运行的能力。

Description

化工生产线通用模块化教学实践装置

技术领域

本发明涉及化工生产线教学实践技术领域，特别是涉及化工生产线通用模块化教学实践装置。

背景技术

目前，世界化学工业的地区分布主要是在发达国家，我国化学工业占世界化学工业的比重还比较小，化工生产工艺和设备相对比较落后，缺乏创新能力，科研开发能力不足，化工生产线顶尖技术人员严重匮乏。所有我国迫切需要培养一些化工生产方面上的人才，而在我国的大多数高校中，更是缺乏关于化工生产线的教学实践装置，教学设备单一，往往一个设备只能做一个化工生产线，通用性不好，实验能力局限性大。因此，针对目前我国化工生产线教学的现状，急需设置一个通用模块化教学实践装置，来培养学生对于化工生产线处理工艺、设备的创新研发能力。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供化工生产线通用模块化教学实践装置。

其解决的技术方案是：化工生产线通用模块化教学实践装置，包括公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块、乳化模块、调浆模块、蒸发浓缩模块、预处理模块、提取模块、干燥模块，还包括配水模块、A2O模块、后处理模块和电控系统，上述各个模块根据教学实践要求自由搭配、组合连接；所述电控系统包括设置在上述各个模块内的电控箱，且各个模块内的电控箱均设置控制器和触控屏。

进一步的，所述配水模块包括循环水罐、第一配水池、第二配水池、漩涡气泵和蠕动泵，所述漩涡气泵的出气口连通压缩空气管道的进气口，压缩空气管道的出气口连通循环水罐的进气口，循环水罐、第一配水池、第二配水池的进水口均连通自来水上水管道，第一配水池、第二配水池的出料口连通蠕动泵的进料口，循环水罐的进液口还连通自来水上水管道，所述循环水罐、第一配水池、第二配水池的排污口均连通排污管道，循环水罐、第一配水池、第二配水池上均设置有循环水泵，各个循环水泵的进口、出口分别连通循环水罐、第一配水池、第二配水池的出液口、进液口，循环水罐的进液口与自来水上水管道之间设置第一流量计。

进一步的，所述A2O模块包括厌氧池、第一缺氧池和第一好氧池，所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的进气口均连通压缩空气管道的出气口，厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的进水口均连通自来水上水管道，厌氧池的出料口连通第一缺氧池的进料口，第一缺氧池的出料口连通第一好氧池的进料口；厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的排污口均连通排污管道，所述第一缺氧池、第一好氧池的内部分别设置第二气提装置、第三气提装置，第二气提装置、第三气提装置的进气口连通压缩空气管道的出气口，第二气提装置、第三气提装置的出料口分别连通厌氧池、第一缺氧池的第一进液口，第二气提装置、第三气提装置的出料口连接管路上分别设置第二流量计、第三流量计，厌氧池、第一缺氧池的内部均设置有搅拌器。

进一步的，所述后处理模块包括第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池和污泥浓缩池，所述第二缺氧池、第二好氧池的进气口均连通压缩空气管道的出气口，所述第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池、污泥浓缩池的进水口均连通自来水上水管道，第二缺氧池的出料口连通第二好氧池的进料口，第二好氧池的出料口连通二沉池的进料口，二沉池的进料口还连通第一好氧池的出料口，二沉池的出料口连通加药池的进料口，二沉池内部设置有第一气提装置，第一气提装置的进气口连通压缩空气管道的出气口，第一气提装置的出料口连通污泥浓缩池的进料口；所述第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池、污泥浓缩池的排污口均连通排污管道。

进一步的，所述公用工程模块包括软化水上水管、循环水上水管、循环水回水管、压缩空气管道、真空管道、软化水柱、与软化水柱连接的盐箱、软化水罐、循环水罐、空气缓冲罐和真空缓冲罐，还包括自来水上水管道，所述自来水上水管道与所述软化水柱连接，所述软化水柱通过管道与所述软化水罐的进口连接，所述软化水罐的出口通过连接软化水泵的管道与所述软化水上水管连接，所述循环水罐的出口通过连接循环水泵的管道与循环水上水管连通，所述循环水回水管通过管道与所述循环水罐的进口连通，所述空气缓冲罐分别通过管道与空压机、压缩空气管道连通，所述真空缓冲罐分别通过管道与真空泵、真空管道连通，所述公用工程模块还包括制冷循环泵，所述制冷循环泵通过两条管道与循环水罐连通，所述自来水上水管道与所述循环水罐连通，所述软化水上水管通过管道与所述循环水罐连通。

进一步的，所述反应模块包括反应釜、结晶釜和第一母液罐，所述反应釜的进口通过连接酸酐泵的管道连接有乙酸酐原料罐，所述反应釜的出口通过连接袋式过滤器的管道与结晶釜的进口连通，所述结晶釜的出口通过连接第一离心机的管道与第一母液罐的进口连通，所述第一母液罐的出口通过管道与反应釜的进口连通，所述反应模块还包括中和釜，所述中和釜的进口通过管道与所述第一母液罐的出口连通，所述中和釜也通过管道连接有真空，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜分别通过管道连接有第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器，所述反应釜、所述结晶釜和所述中和釜的进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述第三冷凝器的循环水进出口分别与所述循环水上水管、循环水回水管连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通，结晶釜的出口与所述第一离心机之间的管道与所述压缩空气管道通过管道连通。

进一步的，所述提取模块包括蒸汽发生器、提取罐、第三母液罐、第五冷凝器和冷凝液罐，还包括萃取剂罐、溶剂泵、第一物料管和第二物料管，所述提取罐的上方进口通过连接溶剂泵的管道与萃取剂罐的出口连接，所述蒸汽发生器的蒸汽出口通过管道连接在提取罐下方的蒸汽进口，所述提取罐的出料口通过管道连接有第三离心机，所述第三离心机的出液口通过管道与第三母液罐的进口连接，所述提取罐上方的蒸汽出口通过管道与第五冷凝器一侧的进气口连接，所述第五冷凝器另一侧向下倾斜，所述第五冷凝器另一侧的出液口与冷凝液罐通过管道连接，所述冷凝液罐为透明的锥形罐，所述第三母液罐的出口与第一物料管通过管道连接，所述第二物料管与提取罐的上方进口连接，所述提取模块还包括循环油泵，所述提取罐的外侧设有换热夹套，所述循环油泵的出口与换热夹套的进口通过管道连接，所述循环油泵的进口通过连接有第六冷凝器的管道与换热夹套的出口连接，所述提取罐通过管道连接有第七冷凝器，所述蒸汽发生器的进水口和所述提取罐的上方进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第五冷凝器、所述第六冷凝器和所述第七冷凝器的循环水进出口分别与循环水上水管、循环水回水管连通，所述提取罐、所述第三母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述萃取剂罐、所述提取罐、所述第三母液罐、所述冷凝液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通，所述提取罐的出口与所述离心机之间的管道与所述压缩空气管道连通。

进一步的，上述连接管路上均设置有阀门。

进一步的，所述控制器连接无线收发器，用于各个模块之间的通讯收发。

进一步的，上述各个模块内的容器、罐体均采用透明材质制成。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明可有效帮助学生掌握各种化工处理工艺相关知识，掌握各处理工序的基本原理，增强学生对多种化工生产处理工艺指标控制能力，提升对化工生产线设计、搭建、调试及控制运行的能力；

2.本发明还涉及到各个化工操作模块之间的连续操作和间歇操作，可以学生进一步理解间歇操作和连续操作的区别和共性，进一步理解化工生产线通用模块化教学实践装置的各种单元操作，使用模式更加多样化；

3.本发明中各个模块内的容器、罐体均采用透明材质制成，便于学生进行实验观察，且各模块之间和管路之间可以自由拆装组合，进行开放性实验研究，锻炼学生的动手能力，培养学生的创造性，有较强的实用性。

附图说明

图1为本发明配水模块的结构示意图。

图2为本发明A2O模块的结构示意图。

图3为本发明后处理模块的结构示意图。

图4为本发明公用工程模块的结构示意图。

图5为本发明反应模块的结构示意图。

图6为本发明提取模块的结构示意图。

图7为本发明结晶模块的结构示意图。

图8为本发明筛板精馏模块的结构示意图。

图9为本发明乳化模块的结构示意图。

图10为本发明调浆模块的结构示意图。

图11为本发明蒸发浓缩模块的结构示意图。

图12为本发明预处理模块的结构示意图。

图13为本发明干燥模块的结构示意图。

图14为本发明阿司匹林生产线的模块化教学实践装置的结构示意图。

图15为本发明污水处理生产线教学实践装置的结构示意图。

图16为本发明多功能天然产物提取综合生产线教学实践装置的模块连接示意图。

图中：1.萃取剂罐，2.溶剂泵，3.蒸汽发生器，4.提取罐，5.第三离心机，6.第三母液罐，7.第五冷凝器，8.冷凝液罐，9.循环油泵，10.第六冷凝器，11.第七冷凝器，12.第一物料管，13.第二物料管，1-1.软化水上水管，1-2.循环水上水管，1-3.循环水回水管，1-4.冷水上水管，1-5.冷水回水管，1-6.热水上水管，1-7.热水回水管，40.真空管道，50.排出管道，60.回流管道，70.加热循环泵，gy1.第一制冷循环泵，gy2.盐箱，gy3.软化水柱，gy4.软化水罐，gy5.软化水泵，gy6.循环水罐，gy7.空压机，gy8.空气缓冲罐，gy9.真空缓冲罐，gy10.真空泵，80.第二制冷循环泵，fy1.乙酸酐原料罐，fy2.酸酐泵，fy3.反应釜，fy4.结晶釜，fy5.第一离心机，fy6.第一母液罐，fy7.中和釜，fy8.第一冷凝器，fy9.第二冷凝器，fy10.第三冷凝器，fy11.袋式过滤器，c1.乙醇原料罐，c2.乙醇泵，c3.重结晶釜，c4.第二离心机，c5.第二母液罐，c6.第四冷凝器，100.压缩空气管道，101.循环水罐，102.第一配水池，103.第二配水池，104.旋涡气泵，105.蠕动泵，106、107、108.循环水泵，113.第一流量计，200.自来水上水管道，201.厌氧池，202.第一缺氧池，203.第一好氧池，204、205、306、307.搅拌器，206.第二气提装置，207.第三气提装置，210.第二流量计，216.第三流量计，300.排污管道，301.第二缺氧池，302.第二好氧池，303.二沉池，304.加药池，305.污泥浓缩池，309.第一气提装置。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图13对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例一、将公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块依次连接，组合成阿司匹林生产线的模块化教学实践装置，如图14所示。

该装置能够将阿司匹林生产线进行模块化、比例化制作安装到实验室内，方便进行实践教学工作，而且能够自由组装，锻炼学生的动手能力、创造能力，而且危险性大大降低。

在反应模块中，向乙酸酐原料罐fy1加入乙酸酐溶液，向反应釜fy3加入水杨酸，开启反应釜fy3和酸酐泵fy2，乙酸酐原料罐通过酸酐泵fy2加入到反应釜fy3中，再通过反应釜fy3上的恒压漏斗向反应釜fy3加入浓硫酸，开启制热循环泵，打开制热循环泵与热水上水管1-6、热水回水管1-7连接的管道上阀门VA206、阀门VA207，将反应釜fy3上换热夹套与热水上水管1-6、热水回水管1-7连通的管道上阀门VA209、VA211分别打开，将反应釜fy3上换热夹套与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连通的管道上阀门VA208、VA212均保持关闭，给反应釜fy3加热，打开第一冷凝器fy8与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连接的管道上阀门，通入循环水，将反应釜fy3挥发的气体冷凝回流带反应釜fy3内，待反应温度升至75℃时，观察反应现象，通过调节阀门VA209、VA211及时调整反应温度，保证温度不超过80℃，观察回流现象，保持反应40-50min，反应时间到，停止加热，关闭阀门VA209、VA211，开启阀门换热夹套与排污管道300上的阀门VA210，将换热夹套中的热水排出，开启阀门VA208、VA212，向反应釜fy3的换热夹套通入循环水对反应釜fy3进行冷却降温；待反应温度降至30-40℃之间，打开放料阀VA201、VA202，开启真空电磁阀VA215，经真空将反应釜fy3内液料倒料至结晶釜fy4，打开第二制冷循环泵80，开启结晶釜fy4换热夹套与冷热上水管、冷水回水管1-5连接管的阀门VA223、VA218，向结晶釜fy4的换热夹套通入循环冷水进行降温，打开软化水上水管1-1连通到结晶釜fy4的管道上阀门，向结晶釜fy4中通入少量软化水，水解过量的乙酸酐，少量多次加入软化水，加水过程中注意温度变化并及时降温；设定转速至20-30rpm左右，继续通入冷水冷却，使结晶析出；待晶体析出，开启真空系统，保持真空缓冲罐gy9压力为-0.05MPa，开启第一母液罐fy6与真空管道40连接的管道上阀门VA216，启动第一离心机fy5，打开放料阀VA219、VA221，开始离心过滤；母液进入母液罐V202中，经真空系统，开启中和釜fy7与真空管道40连接的管道上阀门VA217，母液倒料至中和釜fy7中，加入配置好的碱液进行中和反应，环保排放处理；也可将软化水上水管1-1连接在阀门VA219、VA221之间的管道上阀门打开，通入少量软化水洗涤阿司匹林粗品；第一母液罐fy6中的母液也可以通过开启反应釜fy3与真空管道40连接的管道上真空电磁阀VA214，将母液倒至反应釜fy3中，进行二次反应。

在结晶模块中，反应模块制备的阿司匹林粗品加入到重结晶釜c3，利用乙醇对阿司匹林粗品再次结晶，工作过程与反应模块中结晶的工作过程相同，结晶模块还设有排出管道50和回流管道60，结晶模块对接有筛板精馏模块，第二母液罐c5的出口通过管道与排出管道50连接，乙醇原料罐c1通过管道与回流管道60连接，排出管道50与筛板精馏模块中的原料罐通过管道连接，回流管道60与筛板精馏模块中的塔釜液罐连通，第二母液罐c5中的母液经过排出管道50排放到筛板精馏模块中的原料罐，经过精馏后，会产生乙醇，精馏产生的乙醇通过开启乙醇原料罐c1与真空管道40连接的管道上真空电磁阀VA306流经回流管道60回到乙醇原料罐c1，筛板精馏模块的具体工作过程参见申请号为：201810481173 .8、发明名称为：多功能精细化工生产线实践装置的中国发明专利，已经对筛板精馏模块进行了公开说明。

在公用工程模块中自来水经过软化水柱gy3制备软化水并储存到软化水罐gy4，循环水可以利用已经制备的软化水也可以直接利用自来水，根据需要自行设置，软化水罐gy4通过软化水泵gy5与软化水上水管1-1连接，循环水罐gy6通过循环水泵与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连接，为后续各个模块提供软化水和循环水，循环水罐gy6还连接第一制冷循环泵gy1，能够保持循环水的低温状态，压缩空气缓冲罐gy8和真空缓冲罐gy9分别连接空压机gy7和真空泵gy10，压缩空气缓冲罐gy8和真空缓冲罐gy9还分别通过管道与压缩空气管道100和真空管道40连接，压缩空气缓冲罐gy8和真空缓冲罐gy9分别为后续的工序提供稳定的压缩空气源和真空源。

在该实践装置中，各个罐体都通过管道连接排污管，方便清洗。

实施例二、将配水模块、A2O模块、后处理模块依次连接，组合成污水处理生产线教学实践装置，如图15所示。

利用所述污水处理生产线教学实践装置的实践方法，包括如下步骤：

1）进行配水实践操作，具体包括如下步骤：

1.1）根据实践要求，通过触控屏手动设定控制系统循环水罐101的液位上限、位差，并设定循环水罐101温度上限、温差；

1.2）开启阀门118向循环水罐101内上水，待循环水罐101的液位升至实践要求水位时，开启阀门112，启动循环水泵106，维持循环水泵106运行状态，备用，其中循环水泵106的循环出水量通过第一流量计113显示，通过控制阀门119的开度控制循环出水量；

1.3）由于自来水中会含有ClO^-离子，会杀死部分厌氧及好氧微生物，影响脱氮除磷效果，因此循环水需先经适量曝气以后再进行配水。启动漩涡气泵，开启阀门110、111，调节漩涡气泵出风量，开启阀门109，向循环水罐101内补充空气，曝气去除循环水罐101内水中的ClO^-离子，备用；

1.4）将循环水罐101内的自来水经水循环水泵106输送至第一配水池102、第二配水池103，按照实践要求分别向第一配水池102、第二配水池103中加入设定比例的葡萄糖或面粉糊作为碳源，加入尿素作为氮源，加入磷酸二氢钾作为磷源；

1.5）启动循环水泵107、108，开启阀门114、116，使第一配水池102、第二配水池103中物料均匀混合，待处理污水源使用；

1.6）开启阀门115、208，启动蠕动泵105，第一配水池102内的物料经蠕动泵105输送至厌氧池201，待第一配水池102液位下降到实践要求液位时，关闭阀门115；

1.7）开启阀门117，第二配水池103内的物料经蠕动泵105输送至厌氧池201，待第二配水池103液位下降到实践要求液位时，关闭阀门117。

2）进行A2O实践操作，具体包括如下步骤：

2.1）开启厌氧池201内的搅拌器204并设定转速为30±5rpm，搅拌至厌氧池201内的物料无漩涡无气泡，并保持搅拌器204持续运作，其中厌氧池201溶解氧含量控制在0.2mg/L以下；

2.2）将厌氧池201内的物料溢流至第一缺氧池202内，开启第一缺氧池202内的搅拌器205并设定转速为30±5rpm，搅拌至第一缺氧池202内的物料无漩涡无气泡，并保持搅拌器205持续运作；

2.3）开启阀门211向第一缺氧池202内充入空气，并控制第一缺氧池202内溶解氧含量在0.2-0.5mg/L范围内；

2.4）开启阀门217，第一缺氧池202内的物料溢流至第一好氧池203内，开启阀门214向第一好氧池203内充入空气，充分曝气，使第一好氧池203溶解氧含量在2-3mg/L范围内；

2.5）开启阀门218、221，将第一好氧池203内的物料溢流至第二缺氧池301、二沉池303；

3）进行后处理实践操作，具体包括如下步骤：

3.1）开启第二缺氧池301内的搅拌器306并设定转速为30±5rpm，搅拌至第二缺氧池301内的物料无漩涡无气泡，并保持搅拌器306持续运作；

3.2）开启阀门311向第二缺氧池301内充入空气，并控制第二缺氧池301内溶解氧含量在0.2-0.5mg/L范围内；

3.3）开启阀门312，第二缺氧池301内的物料溢流至第二好氧池302，开启阀门313向第二好氧池302内充入空气，充分曝气，使第二好氧池302溶解氧含量在2-3mg/L范围内；

3.4）开启阀门314，第二好氧池302内的物料溢流至二沉池303；

3.5）二沉池303内的上层液体溢流至加药池304，并对加药池304内的液体取样检测，合格后加药处理，开启阀门310，排放至排污管道300；

3.6）开启阀门318，将第一气提装置309将二沉池303内的底层物料送入污泥浓缩池305，在污泥浓缩池305进行浓缩后，开启阀门319，排放至排污管道300。

进一步的，在步骤2）中，开启阀门212，通过第二气提装置206使厌氧池201与第一缺氧池202之间进行外回流，回流比为50％，通过控制阀门212的开度，使第二流量计210示数在2±0.5mL/s范围内，此回流作为UCT工艺执行。开启阀门215，通过第三气提装置207使第一缺氧池202与第一好氧池203之间进行外回流，回流比为50％，通过控制阀门215的开度，使第三流量计216示数在2±0.5mL/s范围内，此回流作为A2O工艺执行。其中单独在厌氧池201增加破坏性实验进行曝气，开启阀门220，控制含氧量为0.5±0.1mg/L范围内，监测污水脱氮除磷效果；单独在第一缺氧池202增加破坏性实验进行曝气，开启阀门211，控制含氧量为1±0.1mg/L范围内，监测污水脱氮除磷效果；单独在第一好氧池203增加破坏性实验进行曝气，开启阀门214，控制含氧量在5-7mg/L范围内，监测污水脱氮除磷效果。

实施例三、将公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块依次连接，组合成医药中间体生产线的模块化教学实践装置。

医药中间体生产线的模块化教学实践装置的具体操作过程参见申请号为：201711173843.1、发明名称为：苯甲酰胺生产线教学装置的中国发明专利，已经对该教学实践装置进行了公开说明。

实施例四、将公用工程模块、提取模块、预处理模块、蒸发浓缩模块依次连接，组合成通用型天然产物提取生产线的模块化教学实践装置。

其中公用工程模块的具体操作过程参见实施例一中公用工程模块的操作流程。提取模块在利用提取罐进行生物精油提取时，向提取罐4加入粉碎后的生物原料，开启蒸汽发生器3，向提取罐4内通入蒸汽，开启提取罐4的搅拌装置进行低速搅拌，转速控制在20-30rpm，开启第五冷凝器7，含有生物精油的蒸汽经第五冷凝器7冷凝后形成冷凝液进入冷凝液罐8，冷凝液在冷凝液罐8中进行油相分层，上层为生物精油、下层为含有少量精油的冷凝水，生物精油经冷凝液罐8顶部聚集排出，冷凝水经冷凝液罐8底部直接排放。

经过水蒸气提取后的生物原料还可以继续利用进行萃取，采用有机溶剂直接提取生物原料中的生物精油，按照固液比1：4加入萃取剂，开启溶剂泵2，萃取剂通过溶剂泵2加入到提取罐4中，开启循环油泵9及循环油泵9自带的加热系统，对提取罐4加热，保持温度稳定在30-40℃之间，开启提取罐4的搅拌装置，保温萃取1h，然后关闭循环油泵9自带的加热系统，开启第六冷凝器10与循环水上水管1-2、循环水回水管1-3连接的管道上的阀门，向第六冷凝器10通入循环水，第六冷凝器10通过循环油泵9与提取罐4上换热夹套连接的管道对提取罐4进行降温，降温后开启第三母液罐6与真空管道40连接的管道上阀门VA206，启动第三离心机5，打开放料阀VA208、VA209，开始离心过滤，离心出的滤液进入第三母液罐6中；第三母液罐6中的滤液通过第一物料管12排到下一工序进行处理，母液处理后产生的萃取剂通过第二物料管13再添加到提取罐4进行再利用。具体使用时，提取模块工作时可采用花椒作为生物原料，采用石油醚或乙醇作为萃取剂，向提取罐加入萃取剂后通入适量软化水，对萃取剂的浓度进行稀释调配。

预处理模块、蒸发浓缩模块的具体操作过程参见申请号为：201810480265 .4、发明名称为：通用型天然产物提取综合生产线的中国发明专利，已经对该教学实践装置进行了公开说明。

实施例五、将两个蒸发浓缩模块与一个结晶模块依次连接，组合成多效蒸发与结晶生产线教学实践装置。

该教学实践装置的具体操作过程参见申请号为：201810429579.1、发明名称为：多效蒸发与结晶生产实训教学装置的中国发明专利，已经对该教学实践装置进行了公开说明。

实施例六、将公用工程模块、反应模块、筛板精馏模块依次连接，组合成乙酸乙酯生产线的模块化教学实践装置。

其中公用工程模块的具体操作过程参见实施例一中公用工程模块的操作流程，反应模块、筛板精馏模块的具体操作过程参见申请号为：201711175091 .2、发明名称为：乙酸乙酯生产线实训装置的中国发明专利，已经对该教学实践装置进行了公开说明。

在实施例一、实施例三至实施例六中，均可在装置后段加入A2O模块作为后续污水处理阶段，将各教学实践装置产生的待处理污水源送入A2O模块中进行处理，可有效帮助学生掌握污水A2O处理工艺相关知识，增强学生对生活污水A2O处理工艺指标控制能力。

实施例七、将公用工程模块、筛板精馏模块、乳化模块、调浆模块依次连接，组合成多功能环保精细化工生产线的模块化教学实践装置。

该教学实践装置的具体操作过程参见申请号为：201810481173.8、发明名称为：多功能精细化工生产线实训装置的中国发明专利，已经对该教学实践装置进行了公开说明。进一步的，在该教学实践装置后段可选择加入后处理模块作为后续污水处理阶段。

实施例八、将公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块、乳化模块、调浆模块、蒸发浓缩模块、预处理模块、提取模块、干燥模块、配水模块、A2O模块、后处理模块按照图16连接方式依次连接，组合成多功能天然产物提取综合生产线教学实践装置。

其中，公用工程模块、提取模块、预处理模块、蒸发浓缩模块的具体操作过程参见实施例四的操作流程，经过提取模块提取后的生物原料还可以依次通过乳化模块、调浆模块处理后得到生产精细化学品的芳香型添加剂，乳化模块、调浆模块的具体操作过程参见上述实施例。经过蒸发浓缩模块处理后的化工产物里含有可重新回收利用的黄酮化合物和乙醇混合溶液，其中通过筛板精馏模块处理后可对乙醇进行回收，另外，依次通过反应模块、结晶模块、干燥模块处理后可提取黄酮化合物，从而实现多功能产物提取。在调浆模块、筛板精馏模块、干燥模块后段依次加入配水模块、A2O模块、后处理模块，从而形成污水处理生产线，可有效地对该教学实践装置产生的污水进行回收处理，具体操作过程参见实施例二的操作流程。

以上所述实施例并不是穷举，可根据实际教学实践的具体要求做模块化选择搭配，形成不同的化工生产线进行不同的实验操作。为了更方便地控制各个电控器件的运行，控制器控制各电控器件启闭和转速调节，使用时，学生通过在触控屏的操作，可以实现整个动力设备的集中化控制，大大提高了工作效率，且每个模块具有独立的监控、操作、显示系统，实现本模块各工艺参数的现场自动调节和显示，保证装置的正常运行。同时，每个模块的控制器可设置电气地址/IP地址，使其成为一种远程测控终端，此为成熟的现有技术，在此不再详述。模块可以通过无线收发器实现数据交互，从而完成各模块之间的控制融合，这种远程控制方式可采用现有的远程控制领域常用的技术，在此不再赘述。

本发明还涉及到各个化工操作模块之间的连续操作和间歇操作，可以学生进一步理解间歇操作和连续操作的区别和共性，进一步理解化工生产线通用模块化教学实践装置的各种单元操作，使用模式更加多样化。进一步的，上述各个模块内的容器、罐体均采用透明材质制成，便于学生进行实验观察，且各模块之间和管路之间可以自由拆装组合，进行开放性实验研究，锻炼学生的动手能力，培养学生的创造性，有较强的实用性。

通过以上教学实践，可有效帮助学生掌握各种化工处理工艺相关知识，掌握各处理工序的基本原理，增强学生对多种化工生产处理工艺指标控制能力，提升对化工生产线设计、搭建、调试及控制运行的能力。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.化工生产线通用模块化教学实践装置，包括公用工程模块、反应模块、结晶模块、筛板精馏模块、乳化模块、调浆模块、蒸发浓缩模块、预处理模块、提取模块、干燥模块，其特征在于：还包括配水模块、A2O模块、后处理模块和电控系统，上述各个模块根据教学实践要求自由搭配、组合连接；所述电控系统包括设置在上述各个模块内的电控箱，且各个模块内的电控箱均设置控制器和触控屏。

2.如权利要求1所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述配水模块包括循环水罐、第一配水池、第二配水池、漩涡气泵和蠕动泵，所述漩涡气泵的出气口连通压缩空气管道的进气口，压缩空气管道的出气口连通循环水罐的进气口，循环水罐、第一配水池、第二配水池的进水口均连通自来水上水管道，第一配水池、第二配水池的出料口连通蠕动泵的进料口，循环水罐的进液口还连通自来水上水管道，所述循环水罐、第一配水池、第二配水池的排污口均连通排污管道，循环水罐、第一配水池、第二配水池上均设置有循环水泵，各个循环水泵的进口、出口分别连通循环水罐、第一配水池、第二配水池的出液口、进液口，循环水罐的进液口与自来水上水管道之间设置第一流量计。

3.如权利要求2所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述A2O模块包括厌氧池、第一缺氧池和第一好氧池，所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的进气口均连通压缩空气管道的出气口，厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的进水口均连通自来水上水管道，厌氧池的出料口连通第一缺氧池的进料口，第一缺氧池的出料口连通第一好氧池的进料口；厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池的排污口均连通排污管道，所述第一缺氧池、第一好氧池的内部分别设置第二气提装置、第三气提装置，第二气提装置、第三气提装置的进气口连通压缩空气管道的出气口，第二气提装置、第三气提装置的出料口分别连通厌氧池、第一缺氧池的第一进液口，第二气提装置、第三气提装置的出料口连接管路上分别设置第二流量计、第三流量计，厌氧池、第一缺氧池的内部均设置有搅拌器。

4.如权利要求3所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述后处理模块包括第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池和污泥浓缩池，所述第二缺氧池、第二好氧池的进气口均连通压缩空气管道的出气口，所述第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池、污泥浓缩池的进水口均连通自来水上水管道，第二缺氧池的出料口连通第二好氧池的进料口，第二好氧池的出料口连通二沉池的进料口，二沉池的进料口还连通第一好氧池的出料口，二沉池的出料口连通加药池的进料口，二沉池内部设置有第一气提装置，第一气提装置的进气口连通压缩空气管道的出气口，第一气提装置的出料口连通污泥浓缩池的进料口；所述第二缺氧池、第二好氧池、二沉池、加药池、污泥浓缩池的排污口均连通排污管道。

5.如权利要求4所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述公用工程模块包括软化水上水管、循环水上水管、循环水回水管、压缩空气管道、真空管道、软化水柱、与软化水柱连接的盐箱、软化水罐、循环水罐、空气缓冲罐和真空缓冲罐，还包括自来水上水管道，所述自来水上水管道与所述软化水柱连接，所述软化水柱通过管道与所述软化水罐的进口连接，所述软化水罐的出口通过连接软化水泵的管道与所述软化水上水管连接，所述循环水罐的出口通过连接循环水泵的管道与循环水上水管连通，所述循环水回水管通过管道与所述循环水罐的进口连通，所述空气缓冲罐分别通过管道与空压机、压缩空气管道连通，所述真空缓冲罐分别通过管道与真空泵、真空管道连通，所述公用工程模块还包括制冷循环泵，所述制冷循环泵通过两条管道与循环水罐连通，所述自来水上水管道与所述循环水罐连通，所述软化水上水管通过管道与所述循环水罐连通。

6.如权利要求5所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述反应模块包括反应釜、结晶釜和第一母液罐，所述反应釜的进口通过连接酸酐泵的管道连接有乙酸酐原料罐，所述反应釜的出口通过连接袋式过滤器的管道与结晶釜的进口连通，所述结晶釜的出口通过连接第一离心机的管道与第一母液罐的进口连通，所述第一母液罐的出口通过管道与反应釜的进口连通，所述反应模块还包括中和釜，所述中和釜的进口通过管道与所述第一母液罐的出口连通，所述中和釜也通过管道连接有真空，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜分别通过管道连接有第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器，所述反应釜、所述结晶釜和所述中和釜的进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述第三冷凝器的循环水进出口分别与所述循环水上水管、循环水回水管连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述反应釜、所述结晶釜、所述中和釜、所述第一母液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通，结晶釜的出口与所述第一离心机之间的管道与所述压缩空气管道通过管道连通。

7.如权利要求6所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述提取模块包括蒸汽发生器、提取罐、第三母液罐、第五冷凝器和冷凝液罐，还包括萃取剂罐、溶剂泵、第一物料管和第二物料管，所述提取罐的上方进口通过连接溶剂泵的管道与萃取剂罐的出口连接，所述蒸汽发生器的蒸汽出口通过管道连接在提取罐下方的蒸汽进口，所述提取罐的出料口通过管道连接有第三离心机，所述第三离心机的出液口通过管道与第三母液罐的进口连接，所述提取罐上方的蒸汽出口通过管道与第五冷凝器一侧的进气口连接，所述第五冷凝器另一侧向下倾斜，所述第五冷凝器另一侧的出液口与冷凝液罐通过管道连接，所述冷凝液罐为透明的锥形罐，所述第三母液罐的出口与第一物料管通过管道连接，所述第二物料管与提取罐的上方进口连接，所述提取模块还包括循环油泵，所述提取罐的外侧设有换热夹套，所述循环油泵的出口与换热夹套的进口通过管道连接，所述循环油泵的进口通过连接有第六冷凝器的管道与换热夹套的出口连接，所述提取罐通过管道连接有第七冷凝器，所述蒸汽发生器的进水口和所述提取罐的上方进口均通过管道与所述软化水上水管连通，所述第五冷凝器、所述第六冷凝器和所述第七冷凝器的循环水进出口分别与循环水上水管、循环水回水管连通，所述提取罐、所述第三母液罐分别通过管道与所述真空管道连通，所述萃取剂罐、所述提取罐、所述第三母液罐、所述冷凝液罐的出口均通过管道与所述排污管道连通，所述提取罐的出口与所述离心机之间的管道与所述压缩空气管道连通。

8.如权利要求1-7任一所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：上述连接管路上均设置有阀门。

9.如权利要求8所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：所述控制器连接无线收发器，用于各个模块之间的通讯收发。

10.如权利要求9所述化工生产线通用模块化教学实践装置，其特征在于：上述各个模块内的容器、罐体均采用透明材质制成。