一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置的制作方法

本实用新型属于化工实验装置领域，涉及一种磁稳定床化工实验装置，尤其是涉及一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置。

背景技术：

目前在石油化工领域，虽然大规模工业应用反应器主要是固定床和流化床，但是它们也存在一些缺点。比如，流化床轴向混合剧烈，转化率低，催化剂易带出，产物与催化剂分离难，操作成本高。固定床气液相扩散阻力大，径向传热效率低，易产生沟流，床层压降高。而磁稳定床的研究和应用引起广泛的重视。

磁稳定床是流态化技术和电磁技术的完美结合，它是在轴向、不随时间变化的空间均匀磁场下形成的、只有微弱运动的稳定床层。磁稳定床兼有固定床和流化床的许多优点。它可以像流化床那样使用小颗粒固体而不至于造成过高的压力降，外加磁场的作用有效地控制了时间返混，均匀的空隙度又使床层内部不易出现沟流；细小颗粒的可流动性使得装卸固体非常便利；使用磁稳定床不仅可以避免流化床操作中经常出现的固体颗粒流失现象，也可以避免固定床中可能出现的局部热点；同时磁稳定床可以在较宽的范围内稳定操作，还可以破碎气泡改善相间传质。磁稳定床是一种新型的、具有创造性的床层形式。

气液固三相磁稳定床当气速较低时，三相磁稳定床中开始通入气体时床层有收缩现象。当气速较低时，三相磁稳定床中的固相状态与液固磁稳定床类似，床层膨胀特性与液固磁稳定床类似，但床层不如液固磁稳定床稳定，床层上界面不清晰。床层中气体流动分为气泡聚并区和气泡分散区，当液速较大、磁场强度较低时，气泡分散均匀、气泡小，此时床层操作处于气泡分散区；当液速较小、磁场强度较高时，气泡大小不一、分散不均匀，床层中心处气泡大上升速度快，此时床层操作处于气泡聚并区；对三相反应有利的操作区域为气泡分散区。最小流化液速随气速增大而降低，固体颗粒带出量随气速增大和磁场强度降低而增多。床层中平均气含率随气速和磁场强度增大而增大。

对于气液固三相磁稳定床来说，气液分布对于床层操作十分重要，故而需要将气液分布板的开孔设计好，以满足实验要求。另外，以前的磁稳定床冷模实验装置气体直接用空气压缩机接到反应器进气口，导致进气压力不可调节，且有时气速不稳定，进而影响到整个床层的稳定。

技术实现要素：

为解决现有磁稳定床冷模试验的化工实验装置气液分布不均匀、进气压力和气速不可调节、有时气速不稳定的缺陷，本实用新型提供一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置，使气液分布均匀，可以调节进气气速，并能保持气速稳定。

本实用新型为解决上述问题采用如下的技术方案：

一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置，包括磁稳定床反应器以及均匀分布的磁场线圈，其特征在于：所述磁稳定床反应器由下至上依次设有液体缓冲区、气液分布器、实验流化段，所述液体缓冲区侧壁设有进液管，所述液体缓冲区底部设有液体排出管，所述气液分布器侧壁设有相对设置的出气管和进气管，所述磁稳定床反应器顶部还设有自由沉降区，所述自由沉降区内壁设有过滤网，所述自由沉降区侧壁设有出液管；

所述进液管通过液体泵连接储液槽，所述储液槽另一端与所述出液管连接且所述储液槽内部设有加热器，所述进气管连接空气压缩机，所述进气管与所述空气压缩机之间的管路上设有缓冲罐，所述缓冲罐顶部连接减压阀，所述缓冲罐与所述进气管之间的管路上设有涡轮流量计。

进一步的，所述实验流化段外侧壁设有压差计下管口和压差计下管口，所述实验流化段外侧壁还设有测量管口。

进一步的，所述进液管与液体泵之间的管路上设有液体流量计。

进一步的，所述加热器还连接控制仪表。

进一步的，所述磁稳定床反应器采用有机玻璃材质。

进一步的，所述压差计下管口和压差计下管口沿同一铅垂线设置，且所述压差计下管口和压差计下管口之间连接有压差计。

本实用新型的有益效果在于：提供一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置，与以往的装置相比，该装置的气液分布更加均匀，进气气速更加稳定，且气速可调。通过调节气速，配合液体进料速度和磁场强度的调节，可满足更多种类的实验条件，该装置的应用范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的装置流程图；

图2为本实用新型磁稳定床反应器的结构示意图。

图中，1.磁稳定床反应器 2.磁场线圈 3.涡轮流量计

4.减压阀 5.压差计 6.缓冲罐

7.空气压缩机 8.液体泵 9.加热器

10.储液槽 11.液体流量计 12.进液管

13.出气管 14.进气管 15.压差计下管口

16.压差计上管口 17.出液管 18.过滤网

19.自由沉降区 20.测量管口 21.实验流化段

22.气液分布器 23.液体缓冲区 24.液体排出管

具体实施方式

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供一种磁稳定床冷模试验的化工实验装置，包括磁稳定床反应器1以及均匀分布的磁场线圈2，所述磁稳定床反应器1由下至上依次设有液体缓冲区23、气液分布器22、实验流化段21，所述液体缓冲区23侧壁设有进液管12，所述液体缓冲区23底部设有液体排出管24，所述气液分布器22侧壁设有相对设置的出气管13和进气管14，所述磁稳定床反应器1顶部还设有自由沉降区19，所述自由沉降区19内壁设有过滤网18，所述自由沉降区19侧壁设有出液管17；

所述进液管12通过液体泵8连接储液槽10，所述储液槽10另一端与所述出液管17连接且所述储液槽10内部设有加热器9，所述进气管14连接空气压缩机7，所述进气管14与所述空气压缩机7之间的管路上设有缓冲罐6，所述缓冲罐6顶部连接减压阀4，所述缓冲罐6与所述进气管14之间的管路上设有涡轮流量计3。

需要指出的是，所述实验流化段21外侧壁设有压差计下管口15和压差计下管口16，所述实验流化段21外侧壁还设有测量管口20。

在本实施例中，还可以考虑，所述进液管12与液体泵8之间的管路上设有液体流量计11。

需要指出的是，所述加热器9还连接控制仪表。

需要指出的是，所述磁稳定床反应器1采用有机玻璃材质。

在本实施例中，还可以考虑，所述压差计下管口15和压差计下管口16沿同一铅垂线设置，且所述压差计下管口15和压差计下管口16之间连接有压差计5。

本实用新型在压缩空气管路上增加一个缓冲罐6，使压缩空气经缓冲罐6缓冲后再进入磁稳定床反应器1，通过缓冲罐6可以调节进气气速，并能保持气速的稳定。与以往的装置相比，该装置的气液分布更加均匀，进气气速更加稳定，且气速可调。通过调节气速，配合液体进料速度和磁场强度的调节，可满足更多种类的实验条件，该装置的应用范围更加广泛。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。