[实用新型]填料精馏教学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属教学培训设备领域，尤其涉及一种广泛适用于大专院校《流体力学》、《工程热力学》、《化工原理》、《化工工艺》、《理论力学》、《材料力学》、《过程装备成套技术》、《化工设备设计》、《过程流体机械》、《自动控制原理》、《过程控制系统》等课程的填料精馏教学实验装置。

背景技术

化工原理是一门关于化学加工过程的技术基础课，它为过程工业(包括化工、轻工、医药、食品、环境、材料、冶金等工业部门)提供科学基础，对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括三个环节，即：理论课教学、实验课教学和课程设计。在实验课教学环节中，实际应用的填料精馏相关设备由于体积庞大、分布广、不直观形象，不适宜直接作为教学实验装置。目前市场上填料精馏教学实验装置虽然很多，但还没有集成化的填料精馏教学实验装置。许多厂家生产的填料精馏教学实验装置，仍然沿用了传统的人工计量和检测方式，实验耗费大量时间，因计量误差大而与理论结果有较大出入，数据处理过程也因数据量大而较容易出错，最后生成的数据报表和数据曲线质量也不高。

发明内容

为了克服上述技术上的不足，本实用新型提供了一种填料精馏教学实验装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种填料精馏教学实验装置，它主要由上位监控计算机、多通道无纸记录仪和实验平台组成，上位监控计算机和多通道无纸记录仪通过现场总线相连，多通道无纸记录仪和实验平台通过电气连接电缆相连。其中，所述实验平台包括填料精馏塔进料系统、填料精馏塔、冷凝器、产品储罐和塔底残液储罐；其中，所述填料精馏塔进料系统由原料槽、进料泵、流量计和温度测量仪依次相连组成，进料泵与填料精馏塔底部的塔釜相连；塔釜内固定电加热棒和液位控制器，填料精馏塔中部塔身上装有观察视镜，填料精馏塔的塔顶装有冷凝器，冷凝器通过回流转子流量计与填料精馏塔相连，通过产品转子流量计与产品储罐相连；塔底残液储罐通过残液转子流量计与塔釜相连，通过循环泵与原料槽相连。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的采用填料精馏实验装置完整地模拟了实际化工现场应用的化工单元，集成了在行业广泛采用的各种控制方式、数据采集和数据处理技术，整套装置具有系统结构完整、技术先进、直观形象和覆盖大专院校专业面广的特点。

附图说明

图1是本实用新型填料精馏塔实验装置结构示意图；

图2是本实用新型上位监控系统示意图。

具体实施方式

本实用新型填料精馏教学实验装置由上位监控计算机(控制系统)和实验平台(控制对象)相连，上位监控计算机可完成数据采集和对系统进行监测、记录、控制，自动采集数据并进行数据处理，生成相应的报表、曲线等。

下面通过实例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

本实用新型填料精馏教学实验装置包含图1所示的实验平台及图2所示的上位监控系统，实验在不同的回流比和不同的加热功率下对填料精馏塔的理论塔板数和等板高度进行测量。

如图1所示，实验平台包括填料精馏塔进料系统、填料精馏塔、冷凝器9、产品储罐12和塔底残液储罐14；其中，填料精馏塔进料系统由原料槽1、进料泵2、流量计3和温度测量仪4依次相连组成，进料泵2与填料精馏塔底部的塔釜5相连，塔釜5内固定电加热棒6和液位控制器7，填料精馏塔中部塔身上装有观察视镜8，填料精馏塔的塔顶装有冷凝器9，冷凝器9通过回流转子流量计10与填料精馏塔相连，通过产品转子流量计11与产品储罐12相连；塔底残液储罐14通过残液转子流量计13与塔釜5相连，通过循环泵15与原料槽1相连。

填料精馏塔进料系统由原料槽1、进料泵2、流量计3、温度测量仪4组成，测定料液组成后由进料泵2把料液输送到塔釜5内。填料精馏塔为不锈钢规整填料，塔内径为70mm，填料层总高为1.15m。塔釜5装有功率为4.5kW的防爆型电加热棒6用于加热，填料塔塔釜5内设置有液位控制器7，塔身设有一观察视镜8，在精馏塔塔身有测温点和液相取样口。塔顶冷凝器9为一列管式换热器，管内走蒸汽，管外走冷却水。冷凝后的液体一部分作为回流，经回流转子流量计10流入塔内，一部分作为产品，通过产品转子流量计11计量后进入产品储罐12，从而得到较纯的易挥发轻组分；较纯的难挥发组分从塔釜经残液转子流量计13计量后进入塔底残液储罐14。残液出口16高于加热棒上端口17，防止塔釜液面低于加热棒。