本技術(shù)涉及氣含率測定裝置,尤其涉及一種氣含率檢測裝置及可測氣含率的回路反應(yīng)器。
背景技術(shù):
1、回路反應(yīng)器主要由反應(yīng)釜、循環(huán)泵、熱交換器和文丘里噴射器組成,其利用高速流動相卷吸其他相,以相對低的能源消耗獲取高的混合效果,并將混合相噴射入反應(yīng)釜內(nèi)在其中形成整體良好的環(huán)流,促進反應(yīng)持續(xù)進行,非常適用于傳質(zhì)受限的非均相反應(yīng)?;芈贩磻?yīng)器在化工氣液反應(yīng)中應(yīng)用十分廣泛,分散相(氣泡和固體顆粒)局部相含率分布是反應(yīng)器內(nèi)部特性信息最直接和有效的反映,是多相反應(yīng)器選型、設(shè)計和性能的關(guān)鍵參數(shù)。
2、而現(xiàn)有的回路反應(yīng)器在使用時,無法便捷可靠的獲取反應(yīng)釜內(nèi)部實際的分散相氣含率分布數(shù)據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本實用新型針對上述問題,提出了一種氣含率檢測裝置及可測氣含率的回路反應(yīng)器。
2、本實用新型采取的技術(shù)方案如下:
3、本技術(shù)提供一種氣含率檢測裝置,用于設(shè)置在回路反應(yīng)器上,所述回路反應(yīng)器具有用于給物料提供反應(yīng)空間的反應(yīng)釜;
4、所述氣含率檢測裝置包括負(fù)壓元件、計量器以及取樣裝置;
5、所述取樣裝置包括安裝部和與所述安裝部連接的取樣部,所述安裝部用于將取樣裝置密封安裝在反應(yīng)釜上,并通過管路與所述計量器連接,所述取樣部用于設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)部并吸取物料樣本;
6、所述負(fù)壓元件通過管路與所述計量器連接,所述負(fù)壓元件用于為所述計量器提供負(fù)壓,以便取樣裝置從所述從反應(yīng)釜內(nèi)獲取穩(wěn)定流動的物料樣本。
7、通過在反應(yīng)釜上設(shè)置取樣裝置以及在計量器上連接負(fù)壓元件,打開負(fù)壓元件后,在負(fù)壓作用下,取樣裝置可以從反應(yīng)釜內(nèi)部抽取物料樣本,經(jīng)過對計量器內(nèi)物料樣本的取樣分析與計量,可以得到反應(yīng)釜內(nèi)部物料的氣含率和物質(zhì)濃度,以此判斷和分析反應(yīng)釜的混合效果和反應(yīng)情況,即本技術(shù)提供的氣含率檢測裝置可以測量回路反應(yīng)器反應(yīng)釜內(nèi)部的氣含率。
8、進一步的,所述取樣裝置包括安裝部和與所述安裝部連接的取樣部,所述安裝部用于將取樣裝置密封安裝在反應(yīng)釜上,所述取樣部用于設(shè)置在反應(yīng)釜內(nèi)部并吸取物料樣本。
9、進一步的,所述取樣部遠離安裝部的一端形成有取樣端口,所述取樣端口呈喇叭型。
10、即所述取樣部的端口越遠離安裝部,端口徑向尺寸越大。
11、進一步的,所述取樣裝置為取樣管,取樣管的取樣部為伸縮管,伸縮管用于獲取反應(yīng)釜內(nèi)部不同位置的物料樣本。
12、取樣部為伸縮管的取樣形式可以增加不同位置取樣點的數(shù)量,提高設(shè)備氣含率測量的準(zhǔn)確度。
13、進一步的,所述取樣裝置包括至少一個第一取樣管和/或至少一個第二取樣管,所述第一取樣管設(shè)置在反應(yīng)釜頂部,且第一取樣管的深度方向與所述反應(yīng)釜的高度方向重合或者平行,所述第一取樣管用于獲取反應(yīng)釜不同高度位置的物料樣本;
14、所述第二取樣管設(shè)置在反應(yīng)釜側(cè)壁上,且第二取樣管的深度方向與所述反應(yīng)釜的徑向重合或者平行,所述第二取樣管用于獲取反應(yīng)釜不同橫向位置的物料樣本。
15、實際使用時,取樣裝置的數(shù)量及安裝位置根據(jù)反應(yīng)釜的大小及取樣位置確定。
16、實際使用時,取樣裝置上還可以設(shè)置轉(zhuǎn)向元件,轉(zhuǎn)向元件用于控制取樣部在反應(yīng)釜內(nèi)部的伸縮方向,使得取樣裝置可以在反應(yīng)釜內(nèi)任意位置進行取樣。
17、進一步的,所述第二取樣管包括四個,四個所述第二取樣管沿反應(yīng)釜的高度方向間隔設(shè)置。
18、進一步的,所述第二取樣管設(shè)置在文丘里噴射器的中下部位置,取樣更加準(zhǔn)確。
19、進一步的,所述第一取樣管和所述第二取樣管的安裝部遠離所述取樣部的一端均通過管路與所述計量器連接,各管路上分別設(shè)置有第一開關(guān)閥,所述第一開關(guān)閥用于控制各取樣管的打開或者關(guān)閉。
20、進一步的,所述氣含率檢測裝置還包括緩沖罐以及尾氣處理裝置,
21、所述緩沖罐設(shè)置在所述負(fù)壓元件與所述計量器之間,所述緩沖罐用于減緩壓力波動和防止物料進入所述負(fù)壓元件;
22、所述尾氣處理裝置與所述緩沖罐連接,所述尾氣處理裝置用于對所述緩沖罐內(nèi)的氣體進行處理。
23、進一步的,所述計量器與取樣裝置連接的管路、所述計量器與緩沖罐連接的管路上還分別設(shè)置有第二開關(guān)閥,所述第二開關(guān)閥用于控制計量器的打開或者關(guān)閉。
24、第二開關(guān)閥的設(shè)置,使得實際使用過程中,取下計量器進行稱量更加便捷。
25、進一步的,所述回路反應(yīng)器還包括氣液噴射系統(tǒng)、循環(huán)泵和熱交換器,所述熱交換器通過管路與所述氣液噴射系統(tǒng)的進口連接;
26、所述循環(huán)泵一端通過管路與所述反應(yīng)釜遠離所述熱交換器的一端連接,所述循環(huán)泵的另一端通過管路與所述熱交換器連接;
27、所述循環(huán)泵用于將反應(yīng)釜底部的物料吸送至所述熱交換器中,所述熱交換器用于對物料進行降溫處理;
28、所述氣液噴射系統(tǒng)設(shè)置在所述反應(yīng)釜上,氣液噴射系統(tǒng)用于將氣體和液體進行混合并將混合后的氣液混合體通入反應(yīng)釜內(nèi)。
29、進一步的,所述氣液噴射系統(tǒng)包括文丘里噴射器以及氣體循環(huán)管路,所述文丘里噴射器穿設(shè)在所述反應(yīng)釜上,所述文丘里噴射器的進口位于所述反應(yīng)釜外部,文丘里噴射器的進口與所述熱交換器連接;
30、所述氣體循環(huán)管路一端與所述反應(yīng)釜內(nèi)部連通,另一端與文丘里噴射器的進口連通,當(dāng)文丘里噴射器向反應(yīng)釜內(nèi)噴入物料時,所述氣體循環(huán)管路內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓將反應(yīng)釜內(nèi)的氣體吸入文丘里噴射器內(nèi),并與液體在文丘里噴射器內(nèi)進行氣液混合;
31、所述氣液噴射系統(tǒng)還包括噴嘴,所述文丘里噴射器通過所述噴嘴與所述熱交換器連接,所述噴嘴用于噴射液體至文丘里噴射器的進口。
32、本技術(shù)還提供一種可測氣含率的回路反應(yīng)器,包括以上所述的一種氣含率檢測裝置。
33、實際使用時,使用本技術(shù)提供的回路反應(yīng)器和氣含率檢測裝置測量氣含率的計算方法包括:
34、s1.獲取計量器的初始質(zhì)量m1,已標(biāo)定計量器內(nèi)體積v;
35、s2.將計量器接入系統(tǒng),待物料形成穩(wěn)定流動后,打開負(fù)壓元件和第一開關(guān)閥,抽取物料至計量器;取樣完成后,依次關(guān)閉第二開關(guān)閥和第一開關(guān)閥,稱取計量器的質(zhì)量m2;
36、s3.假定計量器內(nèi)壓力p2和溫度t2與反應(yīng)釜相等,利用狀態(tài)方程計算獲得液相密度roul和氣相密度roug;
37、s4.假設(shè)取樣點的氣含率等于計量器內(nèi)部的氣含率,計量器內(nèi)部氣含率為a12,存在a12*roug*v+(1-a12)*roul*v=m2-m1,即a12=(roul*v+m1-m2)/(v*(roul-roug));
38、s5.更換取樣管的取樣位置,重復(fù)上述步驟,至獲得整個回路反應(yīng)器反應(yīng)釜內(nèi)的氣含率分布情況。
39、本實用新型的有益效果是:
40、(1)通過在反應(yīng)釜上設(shè)置取樣裝置以及在計量器上連接負(fù)壓元件,打開負(fù)壓元件后,在負(fù)壓作用下,取樣裝置可以從反應(yīng)釜內(nèi)部抽取物料樣本,經(jīng)過對計量器內(nèi)物料樣本的取樣分析與計量,可以得到反應(yīng)釜內(nèi)部物料的氣含率和物質(zhì)濃度,以此判斷和分析反應(yīng)釜的混合效果和反應(yīng)情況,即本技術(shù)提供的氣含率檢測裝置可以測量回路反應(yīng)器反應(yīng)釜內(nèi)部的氣含率。
41、(2)可伸縮設(shè)置的取樣裝置以及呈喇叭型設(shè)計的取樣端口增強了取樣的可靠性。