[实用新型]一种快速注入示踪剂的釜式反应器实验装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

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，本实用新型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。

本实用新型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。