[发明专利]一种环保型气-固流化床教学实验装置

说明书

一种环保型气‑固流化床教学实验装置是由流态化实验系统和计算机辅助系统构成，在本系统中由气体压缩机将气体加压输送至气体缓冲罐，缓冲后测定压强和温度，再经填料过滤层及气体分布板后进入流化床层，带动石英砂床层呈流态化，流化床顶部密封，通过侧面出口将气体引入液封装置中，在流化床底部沿轴向设置有不同高度的测点测量床层空隙率和颗粒时均速度，由计算机采集和记录相关数据，本发明在确保稳定运行、更加准确地测定流化床性能参数的基础上，显著提高了教学质量和实验安全，改善了实验教学环境。

技术领域

本发明涉及一种环保型气-固流化床装置，尤其是一种用于高等院校实验课程教学以及研究院实验研究的气-固流化床装置。

技术背景

流化床是将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，在工业流化床反应器内，颗粒状物料能够像流体一样连续地进出反应器，利于物料间传质、传热以及气-固相反应过程，因床层温度、浓度均匀得到了广泛应用，由于流化床在工业生产中的关键地位，所以在实验教学中，气-固流化床的流体力学测定实验作为本科培养方案的重要组成部分。

随着国家新的环保标准和法规的颁布和施行，大家包括高校师生在内的群体日益关注环境尤其是以PM2.5指数为代表的空气质量。现有多数高校教学所使用的流化床的流体管路设计不尽合理，无法实时测量温度，不仅难以准确取得和后期处理实验数据，实验结果误差大，而且实验过程中，室内可吸入颗粒物PM2.5的浓度明显上升，伴随油雾的生成，引发实验室环境和安全问题，影响身体健康，因此本发明从提高教学质量、改善实验环境方面着手，开发了一套环保型气-固流化床实验装置，同时借助计算机辅助系统对床层性能参数进行评价，可为高校实验室及工业推广奠定良好基础。

发明内容

为了使气-固流化床实验装置能够绿色安全运行，准确读取性能实验数据，改善实验环境，本发明提供一种环保型气-固流化床实验装置。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，包括气-固流态化系统及计算机辅助系统，其特征在于：所述气-固流态化系统是由压缩机将气体输送至气体缓冲罐，缓冲后的气体由放空阀排放至液封装置中，或由压差计测压，通过计前阀和温度计测温后将气体切换至气体流量计，并进入流化床底部，依次经过填料过滤层、气体分布板后均匀地进入流化床，带动石英砂床层呈现流态化，流化床底部沿轴向的多个测量点测量床层空隙率和颗粒时均速度，流化床层外壁装有上下折叠伸缩的遮光罩排除外界光线对光纤信号的影响，流化床顶部密封，通过侧面出口将气体引入液封装置中，计算机辅助系统由装载Windows2000系统的计算机和PV6D颗粒速度测量仪构成。

下面是进一步的附加技术方案。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，其特征是：所述液封装置的密封介质是砂浆、泥浆、水、油脂或者油。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，其特征是：所述圆筒状流化床直径为ø120x5 mm，高为1200 -2000mm，由透明材料制成，流化床筒体的横截面是圆形、矩形、正方形、三角形或多边形，流化床筒体外形是圆柱状、圆锥状、棱柱状或棱台状。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，其特征是：所述流化床筒体的流化段底部沿轴向设置有八个测量点，距分布板间距分别为 28、52、74、101、127、152、173、200 mm；将光纤探头从测量点插入流化床层，测量床层空隙率和颗粒时均速度。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，其特征是：所述分布板是多孔陶瓷或者金属板，开孔直径为1 -10mm，开孔率为1%，板上铺设有数层不锈钢筛网防漏料。

一种环保型气-固流化床教学实验装置，其特征是：所述填料层是由规格为ø 6 mm的分子筛或者塑料材质的环保球堆积而成。