示踪的反应器水力模拟方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于反应器水力模拟领域，涉及一种用于水力模拟的快速监测方法，具体 涉及一种基于H+示踪的反应器水力模拟方法。
【背景技术】
[0002] 反应器内物质扩散情况对于建立反应器物质传递模型和水力模型，进而研宄反应 器混合性能等是必不可少的依据和验证手段。
[0003] 目前，对于反应器内物质扩散情况的研宄，大都采用化学偶合法、磁粒子流动跟踪 法、单/双电导电极法、离子示踪法（Li+离子示踪，以LiCl作为示踪剂；Ca 2+离子示踪，以 CaCl2作为示踪剂）等。然而现有的这些方法无法进行原位监测，也难以实现即时监测，同 时还存在着取样、测样操作复杂、难以连续监测、积累误差较大、实验耗时较长等问题，无法 满足研宄和生产中对于反应器内物质扩散监测的要求。
[0004] 综上，如何采用一定的方法，选择合适的试剂和设备实现原位、连续、即时、便捷、 准确地监测被监测点的物质浓度，是一个对于研宄反应器内物质传递模型和水力模型很有 实际意义的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于H+示踪的反应器水 力模拟方法，该方法可以原位、连续、即时、便捷、准确地监测被监测点的PH值，进而结合示 踪溶液的性质、实验温度、进液PH等参数计算出示踪H +离子的浓度变化与分布，反映溶液 中示踪H+离子的扩散情况和浓度分布。
[0006] 实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于H+示踪的反应器水力模拟方 法，包括如下步骤：
[0007] 1)检测反应器的有效容积、进液流量、进液液体的温度和进液液体的pH值，并进 行调整，使反应器流态稳定后，在反应器的监测点位插入PH计的探头；
[0008] 2)结合反应器的有效容积，在反应器进液口处加入计算量的示踪液，使示踪液中 H+离子在反应器中的初始混合平均浓度为KT4~lO^iol/L，同时开始计时；
[0009] 3)通过pH计监测并记录监测点位的pH值，直至pH值无明显变化，或直至时间达 到根据实验需要设定的时间终点；
[0010] 4)结合实验温度，通过德拜-休克尔公式推导后的等3
【主权项】
1. 一种基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 检测反应器的有效容积、进液流量、进液液体的温度和进液液体的抑值，并进行调 整，使反应器流态稳定后，在反应器的监测点位插入抑计的探头； 2) 结合反应器的有效容积，在反应器进液口处加入计算量的示踪液，使示踪液H+离子 在反应器中的初始混合平均浓度为1(T4~lO^mol/l，同时开始计时； 扣通过抑计监测并记录监测点位的抑值，直至抑值无明显变化，或直至时间达到根 据实验需要设定的时间终点； 4) 结合实验温度，通过德拜-休克尔公式推导后的等式
，将步骤3) 测得的抑值换算为示踪液H+离子的实际浓度，即换算出所述CH+; 其中，等式中A和B在指定温度与溶剂后为常数；Z+为示踪液正电荷所带的电荷数，Z_为示踪液负电荷所带的电荷数；&为离子体积系数，等于水化离子的有效半径，WpmlO42!!! 计；
式中Zi为示踪液第i种离子的电荷数，Ci为示踪液第i种离子在监测 点处的浓度； 5) 用与步骤4)相同的等式和方法，将步骤1)测得的进液液体的抑值换算为进液液体 本身所含的实际H+离子浓度； 6) 将步骤4)换算得的示踪液H+离子的实际浓度减去步骤5)换算得的进液液体本身 所含的实际H+离子浓度，得到监测点示踪H+离子实际的浓度变化与最终分布。
2. 根据权利要求1所述基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，步骤3)中所 述用抑计监测抑值，监测间隔为0. 01~0. 1倍水力停留时间。
3. 根据权利要求1所述基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，所述示踪液 优选强酸溶液，即非缔合式电解质溶液。
4. 根据权利要求1所述基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，所述示踪液 优选AB型强电解质溶液。
5. 根据权利要求1所述基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，实验温度优 选 10 ~35°C。
6. 根据权利要求1所述基于H+示踪的反应器水力模拟方法，其特征在于，所述方法适 用于酸不敏感型反应器；所述酸不敏感型反应器是指反应器本身W及反应器内溶液不会与 酸发生反应。
【专利摘要】本发明公开一种基于H+示踪的反应器水力模拟方法，待反应器流态稳定后，在进液口处加入示踪液，然后在监测点位插入pH计，通过pH计监测并记录pH值，直至pH值无明显变化或直至结合具体实验设定的时间终点；之后，结合实验温度和示踪液浓度等参数，通过德拜-休克尔公式推导后的等式，将监测的pH值换算为示踪液H+离子的实际浓度，再减去用相同的方法换算得的进液液体本身所含的实际H+离子浓度，得到监测点示踪H+离子实际的浓度变化与最终分布。该方法可原位连续、方便快捷地得到示踪离子的浓度，得到反应器内物质的扩散变化情况和最终分布状态，为进行反应器内水力模拟提供基础数据，并可用于验证所构建的模型。
【IPC分类】G01N13-00
【公开号】CN104792666
【申请号】CN201510220892
【发明人】陈猷鹏, 王建辉, 申渝, 杨吉祥, 晏鹏, 郭劲松, 钟臻, 胡晓
【申请人】中国科学院重庆绿色智能技术研究院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月4日