一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于化工实验装置技术领域，具体涉及一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置。针对利用针管注入示踪剂导致示踪剂加入量、计时和加入速度难以控制的问题，本实用新型专利技术的技术方案是：单反应釜的入口处设置有混合仓Ⅰ，混合仓Ⅰ上部连接有注射器Ⅰ，注射器Ⅰ底部连接有示踪剂进液管Ⅰ；按照连接顺序的第一个串联反应釜的入口处设置有混合仓Ⅱ，混合仓Ⅱ上部连接有注射器Ⅱ，注射器Ⅱ底部连接有示踪剂进液管Ⅱ；示踪剂进液管Ⅰ和示踪剂进液管Ⅱ上分别设置有阀门，示踪剂进液管Ⅰ和示踪剂进液管Ⅱ共同与示踪剂进液管Ⅲ连通，示踪剂进液管Ⅲ上设置有流量计。本实用新型专利技术改进了定量加入示踪剂的方法，能够有效提高测试物料停留时间的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置
本技术属于化工实验装置
，具体涉及一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置。
技术介绍
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。单个反应釜使反应达到最大返混，因此降低了反应速度。而多个反应釜串联操作可以减小反应物料的返混，因此增大了反应速度。通过单釜和多釜串联的反应器实验了解多釜串联影响反应速度的规律，能够为多釜串联的优化设计打下基础。反应器的返混程度无法直接测试得到，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。测试物料停留时间分布的方法为某一时刻在反应器的入口处注入示踪剂，然后在反应釜的出口处检测示踪剂的浓度。为了保证数据分析的可靠，示踪剂需定量加入，且加入的过程应当尽可能地快速。现有技术中通常是通过针管快速向反应器中注入示踪剂，这种方式由于是手动抽液和注射，因而难以保证加入示踪剂的量的准确性。且在操作时，实验者一边要关注时间，另一方面还要关注针管的位置，因而会影响到计时的准确性和注入示踪剂的速度。
技术实现思路
针对现有技术中利用针管注入示踪剂导致示踪剂加入量、计时和加入速度难以控制的问题，本技术提供一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，其目的在于：通过进液泵和液体流量计预先向注射器中加入定量的示踪剂。本技术采用的技术方案如下：一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，包括酸槽、反应物槽、水槽、单反应釜和数个顺序连接的串联反应釜，所述酸槽、反应物槽和水槽分别通过进液管路与单反应釜连通，所述酸槽、反应物槽和水槽分别通过进液管路与按照连接顺序的第一个串联反应釜连通。所述单反应釜的入口处设置有混合仓Ⅰ，所述混合仓Ⅰ上部连接有注射器Ⅰ，所述注射器Ⅰ底部连接有示踪剂进液管Ⅰ；所述按照连接顺序的第一个串联反应釜的入口处设置有混合仓Ⅱ，所述混合仓Ⅱ上部连接有注射器Ⅱ，所述注射器Ⅱ底部连接有示踪剂进液管Ⅱ；所述示踪剂进液管Ⅰ和所述示踪剂进液管Ⅱ上分别设置有阀门，所述示踪剂进液管Ⅰ和所述示踪剂进液管Ⅱ共同与示踪剂进液管Ⅲ连通，所述示踪剂进液管Ⅲ上设置有流量计。通过酸槽供入盐酸、反应物槽供入反应物(例如蔗糖溶液)并通过水槽供入水，从而能够分别研究单反应釜中的返混和串联反应釜中的返混。采用该技术方案后，在加入示踪剂前，先通过流量计定量控制装入注射器Ⅰ或注射器Ⅱ中的示踪剂的量。在需要添加示踪剂的时刻，快速按压注射器Ⅰ或注射器Ⅱ，示踪剂快速喷入混合仓Ⅰ或混合仓Ⅱ并与即将进入反应釜的物料混合，而后进入反应釜。由于无需手持注射器对准合适的注射位置，操作人员可专心计时，此外混合仓Ⅰ或混合仓Ⅱ位于反应釜的入口处，示踪剂被注入后能够快速进入反应釜内。因此该技术方案改进了定量加入示踪剂的方法，能够有效提高测试物料停留时间的准确性。优选的，还包括箱体，所述酸槽、反应物槽和水槽设置在箱体中，所述箱体侧面设置有固定架，所述单反应釜和串联反应釜分别通过可拆卸连接设置在固定架上，所述固定架上固定连接有实验台，所述实验台位于单反应釜和串联反应釜下方。该优选方案优化了实验装置的整体结构，使得装置外部结构简化，方便实验人员操作。进一步优选的，所述酸槽上设置有进酸管，所述反应物槽上设置有反应物进液管，所述水槽上设置有水槽进液管，所述进酸管、反应物进液管和水槽进液管上分别设置有一组进液泵和进液阀，所述进液泵和进液阀设置在箱体中。进一步优选的，还包括主进液管，所述进酸管、反应物进液管和水槽进液管共同与主进液管连通，所述单反应釜入口处设置有单反应釜进液管，所述混合仓Ⅰ设置在单反应釜进液管上，所述串联反应釜入口处设置有串联反应釜进液管，所述混合仓Ⅱ上设置在串联反应釜进液管上，所述单反应釜进液管上设置有阀门，所述按照连接顺序的第一个串联反应釜上设置的串联反应釜进液管上设置有阀门，所述单反应釜进液管和所述按照连接顺序的第一个串联反应釜上设置的串联反应釜进液管共同与与主进液管连通。进一步优选的，所述串联反应釜的出口处依次设置有电极Ⅰ和溢流口Ⅰ；相邻两个串联反应釜中，按照连接顺序前一个串联反应釜的出口与后一个串联反应釜入口处设置的串联反应釜进液管连通。优选的，所述单反应釜的出口处依次设置有电极Ⅱ和溢流口Ⅱ。上述优选方案优化了装置的管路结构。优选的，所述示踪剂进液管Ⅲ上设置有排液管，所述排液管上设置有阀门。排液管用于微调注射器Ⅰ或注射器Ⅱ中的示踪剂的量。此外，排液管还可用于放空注射器Ⅰ或注射器Ⅱ。优选的，所述单反应釜外壁设置有恒温水夹层Ⅰ，所述恒温水夹层Ⅰ的底部设置有恒温水入口Ⅰ，所述恒温水夹层Ⅰ的顶部设置有恒温水出口Ⅰ。优选的，所述串联反应釜外壁设置有恒温水夹层Ⅱ，所述恒温水夹层Ⅱ的底部设置有恒温水入口Ⅱ，所述恒温水夹层Ⅱ的顶部设置有恒温水出口Ⅱ。上述优选方案中，在反应釜外壁设置用于通过恒温水的夹层，从而对反应釜的温度进行控制。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.由于无需手持注射器对准合适的注射位置，操作人员可专心计时，此外混合仓Ⅰ或混合仓Ⅱ位于反应釜的入口处，示踪剂被注入后能够快速进入反应釜内。因此该技术方案改进了定量加入示踪剂的方法，能够有效提高测试物料停留时间的准确性。2.优选方案优化了实验装置的整体结构和管路结构，使得装置外部结构简化，方便实验人员操作。3.设置排液管用于微调注射器Ⅰ或注射器Ⅱ中的示踪剂的量。此外，排液管还可用于放空注射器Ⅰ或注射器Ⅱ。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本技术的主视图；图2是本技术的俯视图；图3是本技术中单反应釜和按照连接顺序的第一个串联反应釜的局部结构示意图。其中：1-箱体，2-固定架，3-实验台，4-酸槽，5-反应物槽，6-水槽，7-进酸管，8-反应物进液管，9-水槽进液管，10-进液泵，11-进液阀，12-主进液管，13-单反应釜，1301-搅拌器Ⅰ，1302-恒温水夹层Ⅰ，1303-恒温水出口Ⅰ，1304-恒温水入口Ⅰ，1305-电极Ⅱ，1306-溢流口Ⅱ，1307-注射器Ⅰ，1308-混合仓Ⅰ，1309-单反应釜进液管，14-串联反应釜，1401-搅拌器Ⅱ，1402-恒温水夹层Ⅱ，1403-恒温水出口Ⅱ，1404-恒温水入口Ⅱ，1405-电极Ⅰ，1406-溢流口Ⅰ，1407-注射器Ⅱ，1408-混合仓Ⅱ，1409-串联反应釜进液管，15-示踪剂进液管Ⅲ，1501-流量计，1502-示踪剂进液管Ⅰ，1503-示踪剂进液管Ⅱ。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，包括酸槽(4)、反应物槽(5)、水槽(6)、单反应釜(13)和数个顺序连接的串联反应釜(14)，所述酸槽(4)、反应物槽(5)和水槽(6)分别通过进液管路与单反应釜(13)连通，所述酸槽(4)、反应物槽(5)和水槽(6)分别通过进液管路与按照连接顺序的第一个串联反应釜(14)连通，/n其特征在于：所述单反应釜(13)的入口处设置有混合仓Ⅰ(1308)，所述混合仓Ⅰ(1308)上部连接有注射器Ⅰ(1307)，所述注射器Ⅰ(1307)底部连接有示踪剂进液管Ⅰ(1502)；所述按照连接顺序的第一个串联反应釜(14)的入口处设置有混合仓Ⅱ(1408)，所述混合仓Ⅱ(1408)上部连接有注射器Ⅱ(1407)，所述注射器Ⅱ(1407)底部连接有示踪剂进液管Ⅱ(1503)；所述示踪剂进液管Ⅰ(1502)和所述示踪剂进液管Ⅱ(1503)上分别设置有阀门，所述示踪剂进液管Ⅰ(1502)和所述示踪剂进液管Ⅱ(1503)共同与示踪剂进液管Ⅲ(15)连通，所述示踪剂进液管Ⅲ(15)上设置有流量计(1501)。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，包括酸槽(4)、反应物槽(5)、水槽(6)、单反应釜(13)和数个顺序连接的串联反应釜(14)，所述酸槽(4)、反应物槽(5)和水槽(6)分别通过进液管路与单反应釜(13)连通，所述酸槽(4)、反应物槽(5)和水槽(6)分别通过进液管路与按照连接顺序的第一个串联反应釜(14)连通，
其特征在于：所述单反应釜(13)的入口处设置有混合仓Ⅰ(1308)，所述混合仓Ⅰ(1308)上部连接有注射器Ⅰ(1307)，所述注射器Ⅰ(1307)底部连接有示踪剂进液管Ⅰ(1502)；所述按照连接顺序的第一个串联反应釜(14)的入口处设置有混合仓Ⅱ(1408)，所述混合仓Ⅱ(1408)上部连接有注射器Ⅱ(1407)，所述注射器Ⅱ(1407)底部连接有示踪剂进液管Ⅱ(1503)；所述示踪剂进液管Ⅰ(1502)和所述示踪剂进液管Ⅱ(1503)上分别设置有阀门，所述示踪剂进液管Ⅰ(1502)和所述示踪剂进液管Ⅱ(1503)共同与示踪剂进液管Ⅲ(15)连通，所述示踪剂进液管Ⅲ(15)上设置有流量计(1501)。


2.按照权利要求1所述的一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，其特征在于：还包括箱体(1)，所述酸槽(4)、反应物槽(5)和水槽(6)设置在箱体(1)中，所述箱体(1)侧面设置有固定架(2)，所述单反应釜(13)和串联反应釜(14)分别通过可拆卸连接设置在固定架(2)上，所述固定架(2)上固定连接有实验台(3)，所述实验台(3)位于单反应釜(13)和串联反应釜(14)下方。


3.按照权利要求2所述的一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，其特征在于：所述酸槽(4)上设置有进酸管(7)，所述反应物槽(5)上设置有反应物进液管(8)，所述水槽(6)上设置有水槽进液管(9)，所述进酸管(7)、反应物进液管(8)和水槽进液管(9)上分别设置有一组进液泵(10)和进液阀(11)，所述进液泵(10)和进液阀(11)设置在箱体(1)中。


4.按照权利要求3所述的一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置，其特征在于：还包括主进液管(12)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李季，唐思扬，蒋炜，吴潘，陈宇佳，黄鹤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51