用脉冲示踪法测得实验反应器的停留时间

化学工程实验脉冲示踪法测定停留时间分布数据处理

脉冲 时间/s 0 0.167 0.333 0.5 0.667 0.833 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5

脉冲示踪法测定基本反应器的停留时间分布 实际平均停留时间t=575/130=4.4231min V=575ml 130mL/min T=30℃ M0=0.66g 电导率ms/cm us/cm C(t)mol/lC(t)g/ml E(t) tE(t) t*t*E(t) 0.35 350 0.001901 0.000142 0.027919 0 0 0.51 510 0.002979 0.000222 0.043749 0.007306 0.00122 0.9 900 0.005607 0.000418 0.082337 0.027418 0.00913 1.14 1140 0.007224 0.000539 0.106083 0.053041 0.026521 1

化工基础实验

实验九 多釜串联反应器停留时间分布测定实验

一、目的

1．利用电导率测定单釜及三釜串联液相反应器停留时间分布密度函数及多釜串联流动模型的关系。

2．掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。

3．学会用理想反应器串联模型来描述实验系统的流动特性。 4．了解微机系统数据采集的方法。

二、装置与流程

本实验装置为浙江中控科教仪器设备有限公司的产品，见图1。

反应器为有机玻璃制成的搅拌釜，其中1000mL搅拌釜3个；3000 mL搅拌釜1个；搅拌方式为叶轮搅拌；供分别进行单釜、三釜串联停留时间的实验测定。

釜内搅拌器由直流电机经端面磁驱动器间接驱动，并由转速调节仪进行调控和测速。 主流流体(水)例子水槽，经水泵加压，用阀1、阀2调节，流量计计量流量，加入单釜或第1釜顶部，再由釜底排出或进入第2釜，逐级下流，由第3釜釜底排出流进下水道。

示踪剂可依需要，分别由各釜釜顶注入口注入。 单釜反应器设有单独的主流量控制阀阀1和示踪剂电磁控制阀。 三釜串联反应器同样设有单独主流量控

制阀阀2和示踪剂电磁控制阀。

实验用的示踪剂为KCI或 KNO3的饱和溶液，通过电磁阀瞬时注入反应器，示踪剂在不同时刻浓度C 的由设在各釜底部排出管处的铂电极检测，铂电极在图1中未示出。

实验8 连续均相反应器停留时间分布的测定

一、实验目的

1．了解停留时间分布实验测定方法及数据的处理方法；

2．通过脉冲示踪法测定实验反应器内示踪剂浓度隨时间的変化关系；

3．求出停留时间分布密度函数E（t）和停留时间分布函数F（t）、停留时间分布数学特征值——数学期望和方差，并和多级混合模型或轴向扩散模型关联，确定模型参数——虚拟级数N或Pe。

二、实验原理

由于连续流动反应器内流体速度分布不均匀，或某些流体微元运动方向与主体流动方向相反及内部构件等原因，使反应器内流体流动产生不同程度的返混。在反应器设计、放大和操作时，往往需要知道反应器中返混程度的大小。通过停留时间分布测定能定量描述返混程度的大小。因此停留时间分布测定技术在化学反应工程领域中有一定的地位。

停留时间分布可用分布函数F（t）和分布密度函数E（t）来表示，两者的关系为：

F(t)??E(t)dt （2-8-1）

0tdF(t)E(t)? （2-8-2）

dt测定停留时间分布最常用的方法是阶跃示踪法和脉冲示踪法。 阶跃法：

实验五 连续流动搅拌釜式反应器停留时间分布的测定

1实验的意义和目的

在研究工业生产反应器内进行的液相反应时，不仅要了解浓度、温度等因素对反应速度的影响，还要考虑物料的流动特性和传热与传质对反应速度的影响。由于种种原因造成的涡流、速度分布等使物料产生不同程度的返混。返混不仅会改变反应器内的浓度分布从而影响反应率，同时还会给反应的放大、设计带来很大的困难。

反应器的返混程度是很难直接观察和度量的。返混会产生两个孪生现象：其一是改变了反应器内的浓度分布；其二是造成物料的停留时间分布。测定物料的停留时间分布是一种比较简单的方法。因此，通常采用测定停留时间分布的来探求反应器的返混程度。通过测定反应器的停留时间分布，对过程的物理实质加以概括和简化，可以概括出流动模型。

本实验的目的是：

（1） 解反应器中物料返混的现象；

（2） 掌握停留时间分布的实验测定方法；

（3） 掌握脉冲法测定停留时间分布的数据处理的方法； （4） 排除实验障碍，正确测定实验数据。

2实验原理

应用应答技术，利用脉冲加入示踪物的方法，在连续流动搅拌釜式反应器中进行停留时间分布测定。在系统达到稳定后，瞬间将示踪物注入搅拌釜中，然后分析出口流体中示踪物的浓度变化，并且通过出口流量

2.3 反应器的设计计算

反应器的机械设计遵照AS1210（无明火压力容器）标准。反应器将由低合金铬钢制成，用矿渣棉保温，由圆柱裙座和水泥地基支撑。 2.3.1 列管数的计算

本设计采用的列管规格为φ32?3.5mm，长度为3米，催化剂堆积高度为2.8米，催化剂的类型为:五氧化二钒和二氧化钛,载体为6mm瓷球，支撑方式为金属丝网和夹环[18]。

根据《化工设计项目设计手册》可知，类列管的烃负荷为340g/（管*h）。 根据物料衡算可知烃进料为6622Kg/h 则所需的列管数为：6622/0.34=19476.5根 即需要列管19480

列管以正三角形排列,管心距为40mm 根据公式： NT=3a(a+1)+1

NT----排列在六边形内的列管数 a------六边形的层数 设 a=78 NT =3×78×(78＋1)＋1=18487

设每个弓形排列列管数为172根，则弓形部分列管排列数为： 172×6=1032根；

总计：18487+1032=19519根，但因为反应器中间部位的三圈管子作为支撑，并不进行反应，所以在进行排列时要减去这三圈管数，

反应器吊装

目 录

1.0 工程概述 ..................................................................................... 1 2.0 主要人员职责 ........................................... 错误！未定义书签。 3.0 编制依据： ................................................................................. 1 4.0 吊装实物量 ................................................................................. 2 5.0 吊装原则 ..................................................................................... 2 6.0 吊装平面布置（见平面布置图） .............................................

IC反应器设计参考loser 1. 设计说明

IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。 设计参数 （1） 参数选取

设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD （2） 设计水质

设 计 参 数

CODcr

BOD5 6000 80 1000

SS 890 30 623

进水水质/ (mg/L) 12000 去除率/ %

85

出水水质/ (mg/L) 1800

（3） 设计水量

Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s

2. 反应器所需容积及主要尺寸的确定（见附图6-4）

（1） 有效容积 本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污

泥为颗粒污泥等情况进行计算。

第二章 理想流动反应器

研究反应器中的流体流动模型是反应器选型、设计和优化的基础。 根据流体流动质点的返混情况｛非理想流动模型

本章主要介绍理想流动模型的反应器，包括平推流反应器和全混流反应器。 §2.1反应器流动模型

反应器中流体流动模型是相对连续过程而言的。

间歇反应器：反映温度、浓度仅随时间而变，无空间梯度

所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间

连续反应器：停留时间相同：平推流反应器（图示） 停留时间不同：全混反应器 （图示） 一、理想流动模型

1、平推流模型 活塞流或理想置换模型

特点：沿物流方向，反应混合物T、C不断变化，而垂直于物流方向的任一截面（称径向平面）上物料的所有参数，如：C、T、P、U等均相同。

总而言之，在定态情况下，沿流动方向上物料质点不存在返混，垂直于流动方向上的物料质点参数相同。

实例：长径比很大，流速较高的管式反应器。

2、全混流模型 理想混合或连续搅拌槽式反应器模型

特点：在反应器中所有空间位置的物料参数（C、T、P）都是均匀的，而且等于物料在反应器出口处的性质。

实例：搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。 关于物料质点停留时间的描述： ① 年龄：指反应物料质

第二章 啤酒废水处理构筑物设计与计算

第一节 格栅的设计计算

一、设计说明

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。

二、设计参数

取中格栅；栅条间隙d=10mm；

栅前水深 h=0.4m；格栅前渠道超高 h2=0.3m 过栅流速v=0.6m/s； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m/d=0.058m/s 三、设计计算 h2h1h1h3

3

H1hHB1B1B11500H1tg10002图2.1 格栅设计计算草图 （一）栅条间隙数(n)

n=Qmaxsina

bhv=0.058×√(sin45)÷0.01÷0.4÷0.6

=20.32 取n=21条

式中：

Q ------------- 设计流量，m3/s

α------------- 格栅倾角，取450 b ------------- 栅条间隙，取0.01m h ------------- 栅前水深，取0.4m

v --------

微流控反应器制备纳米磷酸铁锂相关研究进展

微流控反应器是利用精密加工技术制造的、特征尺寸在10~1000微米之间的微型反应器。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。但是微反应器最大的缺点是固体物料无法通过微通道，如果反应中有大量固体产生，微通道极易堵塞，导致生产无法连续进行。目前这一问题主要是通过改进反应器的设计来解决。例如拜耳-埃尔费尔德微技术公司开发的阀式混合器（反应器）可以用于快速沉淀反应，基于这一技术，拜耳公司成功开发了商业化生产工艺，用于生产高性能的纳米材料。纳米材料在能源领域也有着广阔的应用，但是在纳米材料产业化过程中，能够大规模生产并且可控的手段并不多，而微反应器能够同时满足以上两个条件，未来将在能源领域有巨大的应用前景。

南京工业大学材料学院杨晖老师课题组首次利用微反应器在能源领域开展了大量的研究，相关研究成果发表在Chemical Communication (2013)49:5396-5398；Journal of Materials Chemistry A(2013)1:10429-10435；Rsc Advances(2014