專利名稱：非均相催化氧化遠程實驗裝置的制作方法
技術領域：
非均相催化氧化遠程實驗裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種遠程實驗裝置，尤其是涉及一種非均相催化氧化遠程實驗裝置，屬于化工實驗裝置技術領域。
背景技術：
[0002]目前遠程實驗裝置多數為機械、電子及化工單元操作類，而化工單元反應類僅是仿真類操作。有的遠程實驗裝置還需要用戶安裝客戶端軟件及其他相關軟件，給用戶帶來了不必要的麻煩。而仿真類軟件是在工程經驗的基礎上設計的，如異常現象均是設定的，而真實化學反應有不可預見的多因素存在。此種按游戲的方式操作就給學生一種虛假的感覺，也很難達到真實反應裝置操作的教學效果，僅能作為一種輔助教學手段。[0003]非均相催化氧化在基本有機化學工業中占有很重要的地位，有許多氧化產品可用非均相催化氧化的方法制得，如苯酐、均酐等。非均相催化氧化特點1)、非均相催化氧化是氣態物料通過固體催化劑所構成的床層進行氧化反應，和一般非均相催化氧化相似，其過程包括擴散、吸附、表面反應、脫附和擴散等五個基本步驟。催化劑的宏觀結構、表面活性、 流體流動的特征和分子擴散速度都對反應速度和傳熱速度有一定影響。一般都采用高線速來消除外擴散的影響因素和提高傳熱效率。如擴散速度不是很快，反應產物積累在催化劑表面附近，將有利于深度氧化連串反應的發生，此外，平行副反應的竟爭也比均相氧化反應復雜而較難控制。故對于非均相催化氧化反應，反應的選擇性問題往往比均相氧化反應更為突出，它不僅與催化劑的組成有關，還與催化劑的結構如比表面、孔結構等有關；2)、反應過程的影響因素較多，如外界條件的控制，對目標產物的選擇性和設備的正常運作有著不可忽略的影響，且反應機理較為復雜，副產物品種多；3)、氧化反應是強放熱反應，非均相催化氧化過程的傳熱情況比均相氧化過程復雜，在非均相催化氧化系統中，有催化劑顆粒內的傳熱，催化劑顆粒和氣體間的傳熱，以及床層與管壁間傳熱，而催化劑的載體又往往是導熱欠佳的物質，如采用固定床反應器，床層溫度分布由于受到傳熱效率的限制，有時可能產生較大的溫差，甚至影響反應選擇性，產生飛溫，破壞反應的正常進行。實用新型內容[0004]為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種無需安裝額外軟件、即能實現用戶與遠端實驗裝置的數據交互，能夠達到真實反應裝置操作教學效果的非均相催化氧化遠程實驗裝置。[0005]為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術方案來實現的[0006]非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站、實驗網絡服務器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網絡服務器順序連接，而所述的實驗網絡服務器和客戶端連接。[0007]所述的實驗裝置包括壓縮機、緩沖罐、第一電動調節閥和第二電動調節閥、第一質量流量計、第二質量流量計、第一預熱器、第二預熱器、汽化器、氧化反應器、第一產品捕集器、第二產品捕集器、尾氣洗滌塔、濕式氣體流量計和I/O智能儀表，所述的壓縮機和緩沖罐連接，而緩沖罐分別和第一電動調節閥和第二電動調節閥連接，而第一電動調節閥、第一質量流量計和第一預熱器順序連接，而第二電動調節閥、第二質量流量計和第二預熱器順序連接，所述的第一預熱器與汽化器連接，而所述的第二預熱器與所述的氧化反應器連接， 所述的第一預熱器與汽化器之間設置有第一電磁閥，而所述的第一預熱器與氧化反應器之間設置有第二電磁閥，此外，所述的汽化器、氧化反應器、產品捕集器、尾氣洗滌塔和濕式氣體流量計順序連接，而所述的產品捕集器為兩個，順序連接，及第一產品捕集器和第二產品捕集器。且所述的壓縮機、第一電動調節閥、第二電動調節閥、第一質量流量計、第二質量流量計、第一電磁閥、第二電磁閥和濕式氣體流量計均與所述的I/O智能儀表連接。[0008]進一步，所述的汽化器、第一預熱器、第二預熱器、氧化反應器上均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。[0009]而所述的非均相催化氧化實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器也與所述的I/O智能儀表連接。且所述的變送器為電容式壓力變送器。[0010]此外，所述的I/O智能儀表包括溫度調節器、巡檢儀、開關量信號模塊和流量積算儀。[0011]由于學生遠離實驗裝置，不能去現場觀察設備的運行，因此在現場還設置有帶云臺的攝像機，遠端學生可通過調整云臺來觀察需要觀察的設備。[0012]本實用新型的有益效果是本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了非均相催化氧化遠程實驗裝置，建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控非均相催化氧化遠程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠程教育實踐環節的不足，充分突現了遠程教育的特色。


[0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。附圖中主要標記含義如下 1、壓縮機2、緩沖罐 3、第一電動調節閥4、第一電磁閥5、第二電磁閥 8、第二預熱器 11、第一產品捕集器 14、濕式氣體流量計 17、I/O智能儀表6、第一預熱器 9、汽化器 12、第二產品捕集器 15、第一質量流量計7、第二電動調節閥 10、氧化反應器 13、尾氣洗滌塔 16、第二質量流量計18、操作站19、實驗網絡服務器 20、客戶端。
具體實施方式
[0021]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。[0022]圖1為本實用新型一實施例的流程示意圖。[0023]如圖1所述非均相催化氧化遠程實驗裝置，包括設置在現場的實驗裝置、操作站 18、實驗網絡服務器19和客戶端20，所述的實驗裝置、操作站18、實驗網絡服務器19順序連接，而所述的實驗網絡服務器19與客戶端20連接。[0024]而所述的實驗裝置包括壓縮機1、緩沖罐2、第一電動調節閥3和第二電動調節閥 4、第一質量流量計15、第二質量流量計16、第一預熱器6、第二預熱器8、汽化器9、氧化反應器10、第一產品捕集器11、第二產品捕集器12、尾氣洗滌塔13、濕式氣體流量計14和I/ 0智能儀表17，所述的壓縮機1和緩沖罐2連接，而緩沖罐2分別和第一電動調節閥3和第二電動調節閥7連通，而第一電動調節閥3、第一質量流量計15和第一預熱器6順序連接， 而第二電動調節閥7、第二質量流量計16和第二預熱器8順序連接，所述的第一預熱器6與汽化器9連接，而所述的第二預熱器8與所述的氧化反應器10連接，所述的第一預熱器6 與汽化器9之間設置有第一電磁閥4，而所述的第一預熱器6與氧化反應器10之間設置有第二電磁閥5，此外，所述的汽化器9、氧化反應器10、產品捕集器、尾氣洗滌塔13和濕式氣體流量計14順序連接，且所述的壓縮機1、第一電動調節閥3、第二電動調節閥7、第一質量流量計15、第二質量流量計16、第一電磁閥4、第二電磁閥5和濕式氣體流量計14均與所述的I/O智能儀表17連通。[0025]此外，所述的汽化器9、第一預熱器6、第二預熱器8、氧化反應器10上均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表17連接。[0026]而所述的非均相催化氧化實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器也與所述的I/O智能儀表17連接。且所述的變送器為電容式壓力變送器。[0027]此外，所述的I/O智能儀表17包括溫度調節器、巡檢儀、開關量信號模塊和流量積算儀。[0028]由于學生遠離實驗裝置，不能去現場觀察設備的運行，因此在現場還設置有帶云臺的攝像機，遠端學生可通過調整云臺來觀察需要觀察的設備。[0029]本實施方式中的具體實施例為均四甲苯催化氧化遠程實驗，其工作過程如下從壓縮機1出來的空氣進第二預熱器8預熱，預熱后的空氣與經過第一預熱器6和第二預熱器8預熱后，在汽化器9中與汽化后的均四混合后進入氧化反應器10反應，反應后的混合氣進產品捕集器凝華結晶，在本實施方式中，所述的產品捕集器具有兩個，即第一產品捕集器11和第二產品捕集器12凝華結晶，而氧化尾氣進尾氣洗滌塔13，洗滌后的尾氣進濕式氣體流量計14。[0030]根據圖1所示本實用新型實施例裝置根據設計要求，對照附圖1進行設備制造、 工藝配管、設備儀表安裝、DCS組態、裝填催化劑及加料，而本實用新型的催化劑裝填、物料添加及稱量、產品分析由現場人員操作。[0031]而本實用新型的具體操作過程如下[0032]1.從客戶端20進入DCS操作界面后檢查I/O智能儀表17檢測顯示正確后，點加熱開始升溫；[0033]2.當第一預熱器6及和第二預熱器8的溫度達150°C時，開壓縮機1，打開第二電磁閥5，開第一電動調節閥3及第二電動調節閥7，按照預定的流量，調節第一電動調節閥3 及第二電動調節閥7，使第一質量流量計15和第二質量流量計16的值在規定范圍內。調節后中的空氣分別進第一預熱器6及和第二預熱器8預熱，并對管路及其余設備進行預熱；[0034]3.當氧化反應器10溫度達到低于預定的反應溫度約20 30°C時，打開第一電磁閥4，并關閉第二電磁閥45，接通汽化器9和氧化反應器10進行氧化反應；[0035]4.調節第一電動調節閥3及第二電動調節閥7的開度，使溫度穩定在規定范圍[0036]5.每隔10分鐘，記錄空氣流量、尾氣流量、溫度、現象等；[0037]6.經1小時反應結束，切斷氧化反應器10和汽化器9的連接(關閉第一電磁閥 4)，用第二預熱器8的空氣吹掃15分鐘，停加熱結束實驗。[0038]實驗過程中，可隨時通過攝像機調整云臺來觀察實驗裝置中相關儀表設備。[0039]本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了非均相催化氧化遠程實驗裝置， 建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控非均相催化氧化遠程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠程教育實踐環節的不足，充分突現了遠程教育的特色。[0040]上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，包括設置在現場的實驗裝置以及操作站、實驗網絡服務器和客戶端，所述的實驗裝置、操作站、實驗網絡服務器順序連接，而所述的實驗網絡服務器和客戶端連接。
2.根據權利要求1所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置包括壓縮機、緩沖罐、第一電動調節閥和第二電動調節閥、第一質量流量計、第二質量流量計、第一預熱器、第二預熱器、汽化器、氧化反應器、第一產品捕集器、第二產品捕集器、尾氣洗滌塔、濕式氣體流量計和I/O智能儀表，所述的壓縮機與緩沖罐連接，所述的緩沖罐分別和第一電動調節閥和第二電動調節閥連接，而第一電動調節閥、第一質量流量計和第一預熱器順序連接，而第二電動調節閥、第二質量流量計和第二預熱器順序連接，所述的第一預熱器與汽化器連接，而所述的第二預熱器與所述的氧化反應器連接，所述的第一預熱器與汽化器之間設置有第一電磁閥，而所述的第一預熱器與氧化反應器之間設置有第二電磁閥，此外，所述的汽化器、氧化反應器、第一產品捕集器、第二產品捕集器、尾氣洗滌塔和濕式氣體流量計順序連接，且所述的壓縮機、第一電動調節閥、第二電動調節閥、第一質量流量計、第二質量流量計、第一電磁閥、第二電磁閥和濕式氣體流量計均與所述的I/O智能儀表連接。
3.根據權利要求2所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，所述的汽化器、 第一預熱器、第二預熱器、氧化反應器上均設置有熱電偶溫度傳感器，且所述的熱電偶溫度傳感器與所述的I/O智能儀表連接。
4.根據權利要求2所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，所述的實驗裝置的管路上還設置有變送器，所述的變送器與所述的I/O智能儀表連接。
5.根據權利要求7所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，所述的變送器為電容式壓力變送器。
6.根據權利要求1所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，所述的I/O智能儀表包括溫度調節器、巡檢儀、開關量信號模塊和流量積算儀。
7.根據權利要求1所述的非均相催化氧化遠程實驗裝置，其特征在于，在現場還設置有帶云臺的攝像機。
專利摘要本實用新型涉及一種非均相催化氧化遠程實驗裝置，包括設置在現場的非均相催化氧化實驗裝置以及操作站、實驗網絡服務器和客戶端，所述的非均相催化氧化實驗裝置、操作站、實驗網絡服務器順序連接，而所述的實驗網絡服務器和客戶端連接。本實用新型針對化工專業遠程教學需要，開發了非均相催化氧化遠程實驗裝置，建立了基于B/S模式的非均相催化氧化遠程實驗裝置，通過標準網絡總線RS485、TCP\IP與上位機或現場儀表進行通訊，實現了用戶與遠端實驗裝置的數據交互，使用戶通過瀏覽器可遠程監控非均相催化氧化遠程實驗裝置，無需安裝額外軟件，彌補了遠程教育實踐環節的不足，突現了遠程教育的特色。
文檔編號B01J8/00GK202290010SQ201120376520
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者吳永貴 申請人:南京化工職業技術學院