CN208921166U - 多釜串联混合性能测定实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多釜串联混合性能测定实验装置，包括供水系统、一个大反应釜和至少两个小反应釜，各所述小反应釜的体积和等于所述大反应釜的体积，各所述小反应釜之间通过管路串联，所述供水系统分别为所述大反应釜和位于串联管路其中一端的所述小反应釜供水，所述大反应釜和各个所述小反应釜的底部出口分别设置电导仪，所述大反应釜和各个所述小反应釜的内部分别设置搅拌机构。该多釜串联混合性能测定实验装置测定釜式液相反应器中物料返混情况，使学生加深了解釜式反应器的特性，对于化学反应器的设计和改进具有重要的现实意义。

Description

多釜串联混合性能测定实验装置

技术领域

本实用新型涉及化工实验装置，具体涉及一种多釜串联混合性能测定实验装置。

背景技术

化学反应进行的完全程度与反应物料在反应器内停留时间的长短有关，时间越长，反应进行的越完全。对于间歇反应器，这个问题比较简单，因为反应物是一次装入，所以在任何时刻下反应器内所有物料在其中的停留时间都是一样的，不存在停留时间分布问题。对于流动系统，由于流体连续不断流入系统而又连续地从系统流出，且流体在反应器内流速分布不均匀，存在流体扩散以及反应器内死区等问题，流体的停留时间问题比较复杂，不像间歇反应器那样是同一个值，由停留时间分布描述。

物料在反应器内的停留时间分布是连续流动反应器的一个重要性质，可定量描述反应器内物料的流动特性。物料在反应器内停留时间不同，其反应的程度也不同。通过测定流动反应器停留时间，即可由已知的化学反应速度计算反应器物料的出口浓度、平均转化率，还可以了解反应器内物料的流动混合状况，确定实际反应器对理想反应器的偏离程度，从而找出改进和强化反应器的途径。通过测定停留时间分布，求出反应器的流动模型参数，为反应器的设计及放大提供依据。

因此，设计一种化工实验设备测定釜式液相反应器中物料返混情况，使学生加深了解釜式反应器的特性，对于化学反应器的设计和改进具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种多釜串联混合性能测定实验装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多釜串联混合性能测定实验装置，包括供水系统、一个大反应釜和至少两个小反应釜，各所述小反应釜的体积和等于所述大反应釜的体积，各所述小反应釜之间通过管路串联，所述供水系统分别为所述大反应釜和位于串联管路其中一端的所述小反应釜供水，所述大反应釜和各个所述小反应釜的底部出口分别设置电导仪，所述大反应釜和各个所述小反应釜的内部分别设置搅拌机构。

基于上述，各所述小反应釜的体积相同。

基于上述，所述大反应釜的底部出口和位于串联管路另一端的所述小反应釜的底部出口分别设置溢流支路，所述溢流支路连通排液管路。

基于上述，所述供水系统包括水箱、输送泵，所述输送泵的入口连接所述水箱的出水口，所述输送泵的出口通过三通管路与所述大反应釜的进液口和位于串联管路其中一端的所述小反应釜进液口连通。

基于上述，所述三通管路连接所述大反应釜的支路和连接位于串联管路其中一端的所述小反应釜的的支路上分别设置液体流量计。

基于上述，所述输送泵的出口还通过循环阀连通所述水箱的入口。

基于上述，所述大反应釜、各个所述小反应釜和所述水箱的底部出口分别通过排净阀连通排液管路。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的多釜串联混合性能测定实验装置，包括一个大反应釜和相互串联的至少两个小反应釜，可以采用所述大反应釜进行单釜实验，也可以采用串联在一起的小反应釜进行多釜实验，使学生了解反应器内物料的流动混合状况，确定实际反应器对理想反应器的偏离程度，从而找出改进和强化反应器的途径，具体的，在固定搅拌转速和液体流量的条件下，加入示踪剂，在各级反应釜流出口测定示踪剂浓度随时间变化曲线，再通过数据处理得以证明返混对釜式反应器的影响。

附图说明

图1 是本实用新型中多釜串联混合性能测定实验装置的结构示意图。

图中：1.水箱；2.输送泵；3.大反应釜；4.小反应釜；5.小反应釜；6.小反应釜；7.搅拌机构；8.液体流量计；9.液体流量计；10.溢流支路；11.溢流支路；12.排液管路。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种多釜串联混合性能测定实验装置，包括供水系统、一个大反应釜3和三个小反应釜，各所述小反应釜的体积相同，各所述小反应釜的体积和等于所述大反应釜3的体积，各所述小反应釜之间通过管路串联，所述供水系统分别为所述大反应釜3和位于串联管路其中一端的所述小反应釜4供水，所述大反应釜3和各个所述小反应釜的底部出口分别设置电导仪，所述大反应釜3和各个所述小反应釜的内部分别设置搅拌机构7。本实施例中，所述大反应釜的溶积为3L，各所述小反应釜的溶积均为1L。

进一步为了控制所述大反应釜和各小反应釜的液位高度，所述大反应釜3的底部出口和位于串联管路另一端的所述小反应釜6的底部出口分别设置溢流支路，所述溢流支路连通排液管路12。

进一步，所述供水系统包括水箱1、输送泵2，所述输送泵2的入口连接所述水1箱的出水口，所述输送泵2的出口通过三通管路与所述大反应釜3的进液口和位于串联管路其中一端的所述小反应釜4进液口连通。本实施例中，所述输送泵采用磁力泵。

进一步，所述三通管路中连接所述大反应釜3的支路和连接位于串联管路其中一端的所述小反应釜4的支路上分别设置液体流量计。本实施例中，所述液体流量计采用转子流量计。

进一步，所述输送泵2的出口还通过循环阀VA06连通所述水箱1的入口。

所述大反应釜3、各个所述小反应釜和所述水箱1的底部出口分别通过排净阀VA01-VA05连通排液管路12。

多釜串联混合性能测定实验装置的使用方法

1.三釜串联实验

1）通水排净管路中气泡，三个小反应釜下端的三个排水阀，将液体流量计8维持在15~30L/h之间某值，使各釜充满水，并能正常地从最后一级流出。

2）分别开启小反应釜4、小反应釜5、小反应釜6搅拌开关，调节转速，使三个小反应釜搅拌程度大致相同，转速维持在100~300 r/min左右。

3）然后向小反应釜4示踪剂注入口用注射器注入一定量（比如5.0ml）的饱和KCl溶液，此时可进行数据的实时采集，记录各电导率的测定值。

4）待采集结束（达到数据记录总数），或者一分钟电导率数值不变化，关闭输送泵和搅拌机构，打开排净阀，结束实验。

5）改变电机转数，按照上面相同的步骤重新实验。

6）改变水流量，按照上面相同的步骤重新实验。

2.单釜实验

1）关闭三个小反应釜进水液体流量计的阀门，慢慢打开大反应釜进水液体流量计的阀门，启动水泵，调节水流量维持在5-20L/h之间某值，使大反应釜充满水，并能正常地流出。

2）开启大反应釜搅拌开关，调节转速维持在100~300r/min左右。

3）然后向大反应釜示踪剂注入口用注射器注入一定量（比如5.0ml）的饱和KCl溶液，此时可进行数据的实时采集。

4）待采集结束（达到数据记录总数），或者一分钟电导率数值不变化，关闭输送泵和搅拌机构，打开排净阀，结束实验。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：包括供水系统、一个大反应釜和至少两个小反应釜，各所述小反应釜的体积和等于所述大反应釜的体积，各所述小反应釜之间通过管路串联，所述供水系统分别为所述大反应釜和位于串联管路其中一端的所述小反应釜供水，所述大反应釜和各个所述小反应釜的底部出口分别设置电导仪，所述大反应釜和各个所述小反应釜的内部分别设置搅拌机构。

2.根据权利要求1所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：各所述小反应釜的体积相同。

3.根据权利要求1或2所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：所述大反应釜的底部出口和位于串联管路另一端的所述小反应釜的底部出口分别设置溢流支路，所述溢流支路连通排液管路。

4.根据权利要求3所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：所述供水系统包括水箱、输送泵，所述输送泵的入口连接所述水箱的出水口，所述输送泵的出口通过三通管路与所述大反应釜的进液口和位于串联管路其中一端的所述小反应釜进液口连通。

5.根据权利要求4所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：所述三通管路连接所述大反应釜的支路和连接位于串联管路其中一端的所述小反应釜的支路上分别设置液体流量计。

6.根据权利要求4或5所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：所述输送泵的出口还通过循环阀连通所述水箱的入口。

7.根据权利要求4或5所述的多釜串联混合性能测定实验装置，其特征在于：所述大反应釜、各个所述小反应釜和所述水箱的底部出口分别通过排净阀连通排液管路。