自主研制实验设备


中心的大部分实验教学装备均为自主研发,在设计时选用无毒或低毒的实验物系,并尽可能重复利用实验物料,以减少资源的浪费和对环境的影响。如流体流动和泵实验装置采用的物料为水;传热实验装置采用的物料为空气和水蒸气;干燥实验装置采用的干燥介质为热空气;过滤实验装置采用的物料为碳酸钙悬浮液。除吸收实验产生的废液收集后定期处理外,其它装置中的物料均为循环利用。实验教师在实验理论课和每次实验操作之前,会对学生进行安全和环保教育,强化学生的安全和环保意识。自行设计制作的仪器设备既能体我校装备技术水平,又服务全国其它开设化工专业的高校,具有显著的带动和辐射效应。

自行设计制作的实验装备一览表

序号

设备名称

型号//自控水平

设备介绍

1

吸收精馏耦合实验装置

TXH-60

自动控制

该实验装置由一台板式塔和一台填料塔和其它辅助设备组成。两塔既能联合,实现吸收-解吸实验的连续操作,实验物料可循环使用,也可以相互独立操作。可实现实物操作和半实物仿真操作。装置配有人机交互界面,可实现设备控制;实验数据采集、反馈;实验操作自动评分等功能。

2

流体流动综合实验装置

ZBJ-0.029-0.04

自动控制/

远程控制

该实验装置为综合性流体力学实验装置,可进行直管阻力和局部阻力的测定实验,离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定实验。装置主体为不锈钢材质,经久耐用,实验数据稳定,并配有实验数据处理程序。

3

套管换热器传热系数综合实验装置

TH-20

自动控制

套管换热器为普通光滑紫铜管。套管换热器:管长1.3 m;外管内径76 mm;使用304不锈钢材质的蒸汽发生器(3 kw)、管路、管件及阀门、铸铁喷塑仪表箱,实验框架喷塑(黑色)(带脚轮及禁锢脚)。整台设备实验期间最大噪音应低于65 dBA。防烫伤保温处理。采用性能稳定的测控仪表、电器部件。带漏电保护空气开关。气体流量计要求:测量范围(0-40  m3/h),连接方式为法兰连接。

4

萃取操作综合实验装置

ZSC-45-20手动控制

萃取塔属于机械搅拌萃取塔,它的混合单元由动环和静环构成,和其他萃取塔器一样,工作时轻相和重相分别由塔底和塔顶进入转盘,在萃取塔内两相逆流接触,在转盘的作用下,分散相形成小液滴,增加两相间的传质面积。完成萃取过程的轻相和重相再分别由塔顶和塔底流出。本装置可以用于液-液萃取工艺,特别是两相必须逆流或并流的工艺过程。

5

流化床干燥实验装置

LG-150

自动控制

干燥塔为不锈钢和优质耐高温玻璃装配合成,塔径140mm,可直接观察实验现象,空气流量由变频器和旁路放空阀联合调节。温度控制选用Pt100铂电阻温度传感器,精度为0.1 ℃。整台设备实验期间最大噪音应低于65 dBA。使用304不锈钢材质的管路、管件,和实验框架,铸铁喷塑仪表箱,不锈钢实验框架需喷塑(带脚轮及禁锢脚)。采用性能稳定的测控仪表,电器:接触器、开关、漏电保护空气开关。风量控制:采用转子流量计,测量范围为2.5-25 m3/h,精度1.5级。湿物料为变色硅胶,颗粒大小为4045目。温度控制恒定105 ℃。微波炉:用户自备。

6

筛板精馏塔实验装置

SJT-60-15

自动控制

装置结构为逐级接触式的板式塔,塔板形式为筛板。装置由塔体、供料系统、产品储槽和调节控制仪表柜等部分组成。塔板结构设计合理、操作稳定。整套装置采用不锈钢材料制作,外形美观、制作精良。选用高精度智能化数显仪表AI-708型。配有pt100电阻测温元件,灵敏度高。采用固态继电器等元件,电气系统有自锁功能。对乙醇-水系统原料组成15~20 %,塔顶馏出液组成可达到94 %,塔底残液达到2~3 %

7

恒压过滤实验装置

BG-133/6

手动控制

整套设备除去特殊材料外均采都用工业用304不锈钢制造,所有装备均进行不锈钢精细哑光处理,体现了整个装置的工艺完美性。板框过滤器(6个过滤面积,直径133 mm)。滤液量用计量筒配秒表测滤液量,也可以用电子秤配秒表测量(含在线检测和数据处理)。供料泵为原装进口品牌,性能稳定。原料槽50 L。电子称量程30 kg,精度1 g。台面装有洗涤龙头和水斗。

8

吸收实验装置

TX-45/350自动控制

本装置是一种用于研究和了解化工吸收单元操作的设备。装置为填料吸收塔,为常见的气液传质设备,其内部填充有特定的填料,用于增加气液两相的接触面积,促进传质过程。通过填料吸收实验装置,可以进行实际的吸收操作,研究填料的传质性能、流体力学性能以及操作稳定性等。

9

二元系统汽液平衡数据的测定设备

JCH101

手动控制

设备用作常压下汽液相平衡数据的测定。一定配比的醋酸与水装入平衡釜中,在磁力搅拌下开启电加热系统,使料液沸腾,汽液相经平衡釜蛇管充分混和于平衡温度测量口测得汽液平衡温度,汽相经冷凝后可从专门取样口取样,多余冷凝液回至平衡釜中。物料经此过程循环一定时间后达汽液平衡,分析平衡汽、液两相组成,可获得有关的热力学参数。通过实验可使学生了解缔合系统汽液平衡数据的关联方法,从实验测得的 T– P– X– Y数据计算组份的活度系数。设备还适用于其它体系的汽液平衡数据的测定,适用性大,测得的平衡数据正确可靠。

10

三元液液平衡数据的测定设备

JCH201

手动控制

本设备用作测定液液相平衡数3据。将总组成点落在部分互溶区内的4三元试样在恒温条件下经磁力搅拌、静止分层,快速达到液液平衡,经化学分析测定平衡液液两相三元组成,可在相图上得到平衡结线。液液平衡数据是液液萃取塔设计及生产操作的主要依据,而平衡数据的获得目前尚依赖于实验测定。本实验装置可用于测定不同体系,不同温度下二元及三元液液平衡数据,教学及科研兼用。

11

液液传质系数测定设备

JCH401

手动控制

本实验装置主体为带温度和搅拌转速控制的恒定界面传质釜,可用于研究溶质在液液两相的传质机理。装置能在给定界面面积的情况下,分别控制两相的搅拌强度,以造成一个相内全混、界面无返混的理想流动状况。实验在给定的搅拌速度和恒定的温度下,测定两相浓度随时间的变化关系,借助物料衡算及速率方程获得传质系数,并进行传质机理的研究。

12

双驱动搅拌器测定气液传质系数实验设备

JCH501

手动控制

本装置可用于测定不同物系的气液传质系数,在搅拌釜内可以分别控制气相及液相的运动速度,因此能在比较宽的速度范围内研究测定气液的传质系数。也可以研究某系统的传质机理,确定传质阻力的主要方面,从而可为强化气液传质设备提供依据。

13

圆盘塔二氧化碳吸收的液膜传质系数测定设备

JCH601

手动控制

传质系数是气液吸收过程中吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一。本装置基于动力法原理,陶瓷圆盘与填料塔中液体从一个填料流至下一个填料类似,流体在下降吸收过程中交替地进行了一系列混合和非稳态传质过程,表面液膜不断更新,气相在测试时处于封闭状态下,根据塔内气相体积变化速率,最终经数据关联得到传质系数。

14

多态气固相流传热系数测定设备(数控数显/计算机控制)

JCH701

自动控制/

远程控制

工程上经常遇到凭借流体宏观运动将热量传给壁面或由壁面将热量传给流体的过程,此过程通常称为对流传热。显然流体的性质、流体的流动状况和周围环境都会影响对流传热,本设备利用非定态过程的特点,可实验测定不同方式(即固定床、流化床、强制对流及自然对流)下的对流传热系数,程序控制、数控数显输出,可获取多态传热方式下的传热曲线。

15

吸收过程气液平衡数据测定

JCH801

手动控制

-液相平衡数据是设计气体吸收设备和气液反应器的基础数据。本装置既可用于测定化学吸收系统的相平衡数据,又可用于测定物理吸收系统的相平衡。气体平衡分压的测定范围为 10~500 KPa,温度的测定范围为 10~80 ℃,配有气体循环系统,可快速达到平衡。

16

填料塔分离效率测定设备

FL101

手动控制

影响传质分离的因素有物性因素、设备因素和操作因素。本实验装置用于考察物系表面张力这一物性因素的变化对填料塔分离效率的影响。实验采用甲酸水物系,利用正、负系统表面张力改变,测定填料塔的等板高度HETP,从而对比表面张力对填料塔分离效率的影响程度。

17

填料塔分离效率测定设备(开放框架)

FL102

手动控制

18

恒沸精馏实验设备

FL201

手动控制

本实验装置利用正己烷作恒沸剂将工业乙醇制备成无水乙醇,装置可进行恒沸剂选择,加入量、操作条件研究。通过本设备开设的实验,可使学生掌握用正己烷作恒沸剂制备无水乙醇的原理和方法,熟悉填料精馏塔的构造及操作。

19

恒沸精馏实验设备(开放框架/模块化

FL202

手动控制

本装置为开放式框架设计,仪表和控制系统与装置主体均为模块化设计,便于组装拆卸和检修。本实验装置利用正己烷作恒沸剂将工业乙醇制备成无水乙醇,装置可进行恒沸剂选择,加入量、操作条件研究。通过本设备开设的实验,可使学生掌握用正己烷作恒沸剂制备无水乙醇的原理和方法,熟悉填料精馏塔的构造及操作。

20

膜分离法制备高纯水实验设备

FL601

自动控制

本装置采用反渗透和专用树脂交换技术,以城市自来水为原料制备电阻值为10兆左右的高纯水和紫外线消毒的净化水。通过实验可使学生了解和熟悉固膜分离与离子交换的偶合技术在水处理方面的应用,开拓学生的视野。本设备除用于教学外,还可用于制备分析仪器专用的高纯去离子水,以及饮用级的净化水。

21

变压吸附气体分离实验设备(数控)

FL701

自动控制/远程控制

 

本装置可用于各种气体混合物变压吸附分离过程的工艺研究。各种气体吸附剂的筛选与性能评价。装置的操作由计算机全自动控制,配有生动形象的动画操作界面。吸附压力可在0.1~ 0.8 MPa之间调节可常压解吸,也可真空解吸。

22

变压吸附气体分离实验设备(开放框架/数控/模块化/触屏电脑)

FL702

自动控制

 

本装置为开放式框架设计,气路系统、控制系统、检测系统以及设备主体均为模块化设计,便于组装拆卸和检修。装置可用于各种气体混合物变压吸附分离过程的工艺研究和各种气体吸附剂的筛选与性能评价,双柱操作可实现吸附/解吸过程同步进行。装置还配备触屏工控计算机和工控软件,配有生动形象的动画操作界面,实现主要操作的全自动控制。

23

单釜与三釜串联返混性能测定设备(数控、数显输出)

FY101

手动控制

 

实验装置主体由单釜与三釜串联二个系统组成,在可视化的釜式反应器装置内测定反应器的停留时间分布并确定返混程度。配备在线检测和计算软件,可实时观测/历史回看各反应器情况,并自动计算获取平均停留时间、无因次方差等关键参数,从而可以判断与理想流动反应器的偏离程度,装置中采用的脉冲示踪法亦可用于工业反应器的测定。

24

单釜与三釜串联返混性能测定设备(数控、数显输出)

FY102

自动控制/

远程控制

 

25

单釜与三釜串联返混性能测定设备(开放框架/触屏)

FY103

手动控制

 

本装置为开放式框架设计,仪表和控制系统与装置主体均为模块化设计,便于组装拆卸和检修。实验装置主体由单釜与三釜串联二个系统组成,在可视化的釜式反应器装置内测定反应器的停留时间分布并确定返混程度。配备在线检测和计算软件,可实时观测/历史回看各反应器情况,并自动计算获取平均停留时间、无因次方差等关键参数,从而可以判断与理想流动反应器的偏离程度,装置中采用的脉冲示踪法亦可用于工业反应器的测定。

26

管式反应器流动特性测定设备(数控)

FY201

自动控制/

远程控制

 

实验装置主体为一根可视化的且带外部循环的管式反应器。由于在连续流动和附加循环流时的PFR返混状况完全不同,实验采用脉冲示踪法,可考察不同循环量下的返混程度。装置还配备了在线检测和计算软件,可实时观测/历史回看各反应器情况,并自动计算获取平均停留时间、无因次方差等关键参数,从而可以判断与理想流动反应器的偏离程度。

27

管式反应器流动特性测定设备(开放框架/触屏

FY202

手动控制

本装置为开放式框架设计,仪表和控制系统与装置主体均为模块化设计,便于组装拆卸和检修。实验装置主体为一根可视化的且带外部循环的管式反应器。由于在连续流动和附加循环流时的PFR返混状况完全不同,实验采用脉冲示踪法,可考察不同循环量下的返混程度。装置还配备了在线检测和计算软件,可实时观测/历史回看各反应器情况,并自动计算获取平均停留时间、无因次方差等关键参数,从而可以判断与理想流动反应器的偏离程度。

28

内循环无梯度反应装置(开放框架/数控/模块化/触屏电脑)

FY501

自动控制

 

本装置用于气固相催化反应反应速率和宏观反应动力学的参数测定。测定工业催化剂颗粒的宏观反应速率,可与本征反应速率对比而得到效率因子实验值,也可直接用于工业反应器的操作优化和模拟研究,因而对工业反应器的操作与设计具有更大的实用价值。实验以乙醇脱水制乙烯反应为对象,可使学生掌握宏观反应动力学数据的测定手段、数据的处理和参数回归方法;掌握内循环无梯度反应器(微分反应器)的特点和操作方法。

29

鼓泡反应器中气含率的测定

FY401

手动控制

气液鼓泡反应器的气含率和气泡表面积的测定是判别反应器流动状态,传质效率的主要参数。本装置采用静压法,通过测定鼓泡反应器不同位置的压力差来计算鼓泡反应器各段的平均气含率和气泡的比表面积,装置的空气流量、液相体系可调。

30

乙苯脱氢制苯乙烯设备(数控,含计算机)

GY202

自动控制/

远程控制

乙苯脱氢制苯乙烯实验装置的主体设备是固定床积分反应器。该反应器是化工过程开发中常用的实验设备。既可用于产品的开发研究、优选工艺条件,又可用于考评催化剂性能,测定反应的宏观动力学,收率的影响曲线,学会稳定操作条件的方法。实验内容与化工专业设置的核心课程化工工艺学相街接,具有工业生产背景,采用的催化剂均系工业用催化剂,实验采用连续式操作,并在此基础上进行工艺计算。

31

乙苯脱氢制苯乙烯设备(开放框架/数控/模块化/触屏电脑)

GY203

自动控制

32

催化反应精馏实验设备(开放框架/数控数显/模块化)

GY303

自动控制

反应精馏属于精馏技术中的一个特殊领域,是化学反应和精馏分离方法耦合的化工过程。本实验装置将反应过程的工艺特点与分离设备的工程特性有机结合,既能利用精馏的分离作用提高反应平衡转化率,抑制串联副反应的发生,又能利用放热反应的热效应降低精馏的能耗,强化传质。通过本装置开设的实验,可了解反应精馏工艺过程的特点、掌握反应精馏装置的操作控制方法、学会用正交设计的方法,设计合理的实验方案,进行工艺条件的优选。实验采用气相色谱离线测定产品含量。