多（duō）功能反應實驗裝置使用說明書

多（duō）功能反應實驗裝置使用說明書

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主頁 > 新聞動態 > 多（duō）功能反應實驗裝（zhuāng）置使用說明書 2021-10-19

一、多功能反應實驗裝置,多功（gōng）能反應實驗（yàn）設備,多功能反應實驗台概述
從化（huà）學反應工程的觀點出發，研究多相催化反（fǎn）應動力學的目的之（zhī）一是獲得所需的速率方程。所以實驗測定動力（lì）學數據就是要確定最（zuì）佳的動力學模型，並（bìng）確定模型中的參數。對於理想表（biǎo）麵的催化動力學模型，所需確定的參數就是反（fǎn）應速率常數及吸附平衡常數。對（duì）冪函數型模型（xíng），所需確定的參數是反應速率常數和反應級數（shù）。
二、多（duō）功能反應實驗（yàn）裝（zhuāng）置,多功能反（fǎn）應實驗設備,多功能反應實驗台實驗目的
1、用於教學（xué）和工藝數據的測定。
2、科學研究（jiū）用於催化劑評選及壽命（mìng）試驗。
3、了解多功能裝置的結構與（yǔ）工作原理。
4、加深學生對固定床、流化床（chuáng）、釜式反應器的理（lǐ）解。
三、多功能反應實（shí）驗裝置,多功能反（fǎn）應實驗設備,多功能反（fǎn）應實驗台設備性能與主要技術參數
1、該實驗（yàn）裝置主要由固定（dìng）床（chuáng）、流（liú）化床、釜式反應器、計量泵、冷凝器、氣液分離器、空氣旋渦泵、預熱器、混合器、溫度儀表、壓（yā）力儀表、氣體轉子流量計、濕式氣體流量計、管道及閥門、不鏽鋼框架、電控櫃等組成。
2、固定床、流化床和釜式反應器各組件（jiàn）主要技術參數如下：
（1）固定（dìng）床
① 不鏽鋼反應器：φ20×600mm。
② 反應器三段加熱：1KW/段。
③ 智能溫控儀表、固態調壓器、固態（tài）繼電器控製，控溫精度（dù）+5℃。
④ 反（fǎn）應器最高使用溫度：650℃；最高工作壓力：0.2Mpa。
⑤ 催化劑（jì）裝填量：5-30ml。
⑥ 預熱器：φ10×300mm；加熱功（gōng）率1.0KW。
⑦ 冷凝器：φ40×400mm；氣液分（fèn）離器：φ50×150mm。
⑧微型隔膜計量泵；功率：30W；最大流量（liàng）：6L/h；衝程頻率：120/minute；吸程：2m。
工作流量=（計量泵最大流量/衝程頻率（lǜ））×當前工作頻率。
⑨ 濕式氣體流（liú）量計：型號：LML-2，額定流量：0.5m³/h,容積：5L/轉，精度：±1%。
（2）流（liú）化床
① 不鏽鋼反應器：φ20×660mm。
② 反應（yīng）器兩段加熱：1KW/段。
③ 智能溫（wēn）控儀表、固態調壓器（qì）、固態繼電器控製（zhì），控溫精度+5℃。
④ 反應器（qì）最高使用溫度：650℃；最高工作壓力：0.2Mpa。
⑤ 催化劑裝載量：10-50ml。
⑥ 冷凝器：φ50×400mm；氣液分離（lí）器：φ50×150mm。
⑦ 玻璃轉子流量（liàng）計：型（xíng）號：LZB-25，測量範圍：1.6-16m³/h，介質：空氣。
⑧ 空氣旋（xuán）渦（wō）泵采用HG-370型；功率（lǜ）：370W；風壓：11.76kPa；風量：48m³/h。
⑨ 濕式氣體流量計（jì）及微型計量泵與固（gù）定床共用，且充（chōng）分利用（yòng）固定床反應器為（wéi）流化（huà）床的（de）進料預熱（rè）。
（3）釜式反應器
① 反應釜由導熱油加熱爐、反應（yīng）裝置、攪（jiǎo）拌和（hé）傳動係（xì）統（tǒng），以及安全閥等組成。
② 反應釜上，配有壓力表、熱電偶、氣、液相閥、安全閥，便於隨時掌握釜內（nèi）物（wù）質的化學反應的情況和調節釜內物質的成份比例，並（bìng）保證本釜（fǔ）的安全運行。
③ 不鏽鋼反應器，體積（jī）：約1000ml。
④ 加（jiā）熱功率：1.5KW。
⑤ 攪（jiǎo）拌電機：功率15W，轉速：0-500r/min。
⑥ 最高使用溫度：200℃；最高使用壓力：0.15Mpa。
⑦濕式氣體流量計及冷凝器（qì）、氣液分（fèn）離器（qì）與固定床共用。
四、多功能反應實驗裝置,多功能反應（yīng）實驗設備,多功能反應實驗台各配件的作用（yòng）原理
1、混合器在預（yù）熱器（qì）入口前裝有一不（bú）鏽鋼空罐，將兩種氣體混合均勻預熱後送（sòng）入（rù）反應器反應。
2、冷凝（níng）器是為了降低反應物的濃度，而加入了惰性氣體，（本實驗即在氣體進反應器前加入了水使其（qí）汽（qì）化（huà））所以在出口氣體冷（lěng）卻是為了除去多餘（yú）的水分。
3、氣液分離器是將氣體和液（yè）體（tǐ）進（jìn）行分離（lí），分離器上部氣體放空，下部（bù）得到液體產品（pǐn）。
4、反應器頂部可以手動拆卸（xiè），便於催化劑的加入和（hé）更換。
5、微型計量泵對反應所需液體原料的輸送與計量（liàng）。
6、流量計采用LZB-3（0.04-0.4）L/min兩個（gè），LZB-25(1.6-16)m³/h一個，壓力表采用Y-100型（0-0.6）MPa。
五、多功能反應實驗裝置,多（duō）功能反應實驗設備,多功能反應實驗台實驗原理
本實驗裝置是將氣固相催（cuī）化反應固定床和流化床及液相釜式反應器組裝（zhuāng）在一（yī）個控製設備內，通過電路和流程（chéng）的切換可分別操作各種類型（xíng）的反應。
該反應器是在一個中空圓筒的底部放置擱板，在擱板上堆積固體催化劑，氣體由上向下通過催化劑層進行反應。整（zhěng）個（gè）外殼包有絕熱保（bǎo）溫層，以保證反應器與（yǔ）外界不進行熱（rè）交換。這類反應器結構簡單，反應（yīng）器單位體積內催化劑量大，即生產能力大。對於反應熱效應不大，反應過程允許溫度有較寬的變動範圍反應過程常采用此類反應器。本實驗裝置（zhì）的載體采用的是碳（tàn）化矽材料，這類載體對所附載（zǎi）的活性組分的活性無重大影響（xiǎng）。載體除了起到分散作用之外（wài）還（hái）可（kě）起到支承、穩定、傳（chuán）熱和稀釋作用（對於活性極高的活性組分，控製反（fǎn）應程度）。
在氣固相催化反應過（guò）程中，一般氣相主體中組分濃度（或分壓）、顆粒表麵組分濃度、微孔內組分濃度都是不（bú）相同的。而要確定本征反應速率就是要確定（dìng）微孔（kǒng）內組分濃度與反應速率的（de）關係。若（ruò）消除了內（nèi）、外擴散的影（yǐng）響，則（zé）氣相主（zhǔ）體中組分濃度、顆粒表麵組（zǔ）分濃度、微孔內組分濃（nóng）度相同，就容易由實驗來確定本征動力學（xué）方（fāng）程。
六（liù）、設備流程圖

七、實（shí）驗操作步驟
（1）固定床反應
1、檢查各設備是否完好，熱電（diàn）偶有無脫，開（kāi）始實驗。
2、將反應器內填充一定（dìng）量的催化劑，（從加熱爐中取出（chū）反應器，擰動上麵的螺帽，放入一定量催化劑）。
3、通入實驗所需的原料氣，調節氣體流量，兩種原料氣分別進入混合器中，兩原料氣混合均勻後進入到預熱器內。
4、打開（kāi）電源開關，開啟（qǐ）加熱開關，將混合後的氣體預熱至一定溫度，預熱溫度（dù）為（wéi）可調。
5、打（dǎ）開計量泵開關，通入一定（dìng）量的液體（tǐ）使其汽化，汽（qì）化後（hòu）的氣液從反應器頂部進入，在反應（yīng）器內進行反應。
6、反（fǎn）應後的氣液從反（fǎn）應器底部出來，通過（guò）冷凝器將多餘的水份除去，冷凝後的氣液通過氣液分離（lí）器將其分離，氣體（tǐ）通過濕式（shì）氣體流量計計量後（hòu）放空，液體從氣液分離器底（dǐ）部出來，得到液體產品。
7、反應器分三段控溫，最高使用溫度650℃，在操作過程中嚴格控製實驗（yàn）操作溫度，防止超溫現（xiàn）象，減少活性組分的變化，避免燒結、分解等造成催化劑的失活。
8、每隔一定時間取一（yī）次樣，用色譜儀分析。並記（jì）錄反應器的溫度、壓力、原始氣體組成和進料流（liú）速。
（2）流化床反應
1、通入實驗所需（xū）的原料（liào）氣，並調節氣體流量，兩氣體（tǐ）同時進入混合器中，在混（hún）合氣內充分（fèn）混合，打開電源開關，開啟固定（dìng）床反應器加熱開關，將（jiāng）混（hún）合氣預熱（rè）至一定溫度。
2、開啟計量泵開關，通入一定量的液體使其汽（qì）化，液體流量直接通過計量泵（bèng）計量，，汽化後的氣液從流化床反應器的底部進入（rù），開啟加熱開關，將反應器上段、下段、反應器加（jiā）熱至一定溫度。
3、打開氣（qì）泵（bèng）開關，調節氣體流量（liàng），空氣和各股原料氣（qì）一起（qǐ）由底部進入反應器內。
4、反應（yīng）器內的溫度可達650℃，通入空氣後，催化劑在反（fǎn）應器內流化運動（dòng）。觀察反應器各段溫度，同時記錄實驗所需（xū）的數據。
5、每隔一定時間取一次樣，用色譜儀分析。實驗所得數據填寫在表格內（數據表（biǎo）格自擬（nǐ））。並對實驗測得的數據（jù）進行分析與討論。
（3）反（fǎn）應釜
1、反應器上有導熱油（yóu）加入、排出口，進料口，壓力顯示儀表，放空閥等組件（jiàn）。
2、反應釜溫（wēn）度控製由智（zhì）能化的溫度數顯式控製儀來完成，該控製儀是有PID自整定調節功能，使釜內（nèi）溫度達到最佳控製精度。通電後直接對介質加熱，熱慣（guàn）性小，控溫精度高。
3、旋轉攪拌的驅動電機（jī）為伺服直流電機，當電機啟動後，攪拌（bàn）器對介質進行攪拌。
4、反應過程產生的釋放氣體、惰性氣（qì）體（tǐ）等經冷凝器、氣液分（fèn）離器、濕（shī）式氣體流量計後放空。
5、操作結束，停止加熱，導熱油無須（xū）排出。
八、注意事項
1、催化劑的活性（xìng）通（tōng）常都隨時間的延續而降（jiàng）低。在實驗中需注意催化劑的結構變化、物（wù）理中（zhōng）毒、化學中毒，這三個要點都是造成（chéng）催（cuī）化劑失活的原（yuán）因。
2、在實驗過程中，由於操作不（bú）當也會引起催化劑的失活，如超溫、進氣中（zhōng）毒物超指標等。為保證（zhèng）正常運行，必須做到（dào）：（1）嚴格控製操作溫（wēn）度，防止超溫現象，減少活性組分結（jié）構變化，避免燒結（jié）、分解等造成的永久性失（shī）活。（2）必要的（de）恢複活性處理。
九、實（shí）驗數據記錄
固定床反應器實（shí）驗（yàn）數據表（biǎo）格
1. 原始記錄

時間（s）	反應器						預熱器		反應物料流量
	電流（A）	溫度 ℃	電流（A）	溫度℃	電流（A）	溫度（dù）℃	電流（liú）（A）	溫度 ℃
	上段（duàn）		中段		下段		電流（liú）（A）	溫度 ℃

2. 物料平衡

流化床反應器實驗數據表格

1. 原始記錄

時間（s）	反應器				預熱器		反應（yīng）物料流量
	電（diàn）流（A）	溫度 ℃	電流（A）	溫度 ℃	電流（A）	溫（wēn）度 ℃
	上段		下段		電流（A）	溫（wēn）度 ℃
1
2
3
4
5

2. 物（wù）料平衡

釜式反應器實驗數據記錄表

序（xù）號	時間	反應物料量	產出（chū）物料量	產率
1
2
3
4
5

（3）反應釜
1、檢查各設備是（shì）否完（wán）好，熱電偶、電熱管接線有無脫落，開始實驗；
2、往反應釜（fǔ）中（zhōng）加入一定量蒸餾水開動攪拌電機清洗數次，排盡蒸餾水；
3、配製11%的ZnSO₄100g，10%Na₂CO₃80g，同時加入反應釜中；
4、打開（kāi）導熱油加熱開（kāi）關、攪（jiǎo）拌電機開關（guān）；
5、調節溫度控製儀（yí）表，控製溫度在80℃左右；
6、在80℃下一般反應（yīng）時（shí）間在60至80分鍾內反應完全；
7、實驗（yàn）結束，排出釜中物料，將反應（yīng）釜清（qīng）洗幹淨。
固定床反應（yīng）器實驗（yàn）數據（jù）表格
1. 原始記錄

時間（s）	反應器				預（yù）熱器		反應物料流（liú）量
	電流（A）	溫度（dù） ℃	電流（A）	溫度 ℃	電流（A）	溫度 ℃
	a	a	b	b	電流（A）	溫度 ℃
1
2
3
4
5
6

2. 物料平（píng）衡

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反應前（qián）物料質量

反應（yīng）後物（wù）料質量