[實用新型]一種流化床軸向多點并聯負壓式固體顆粒取樣裝置

無效

• 申請號: 200620176047.4
• 申請日: 2006-12-30
• 公開（公告）號: CN200996898Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 張鍇;王其成
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N1/02
• 分類號: G01N1/02;G01N1/10;G01N1/14;B01J8/24
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技術領域

本實用新型是一種流化床內固體顆粒取樣裝置，具體地說涉及單一或多粒度固體顆粒混合體系的氣固、液固或氣液固流化床軸向多點并聯負壓式固體顆粒取樣裝置。

背景技術

流化床反應器因具有良好的傳熱、傳質和混合性能等，而被廣泛應用于化工、能源、冶金、農業和環保等諸多領域。在流化床反應器內，固體顆粒大小和濃度分布與其他流體力學因素相互作用，會改變過程的傳熱、傳質性能，進而影響反應的轉化率和選擇性。尤其是對強放熱催化反應，催化劑固體顆粒濃度不同會造成流化床反應器內各處反應速度差異，從而引起各處不同的溫度效應，結果導致反應速度的更大差異。因此，通過實驗研究深入地了解固體顆粒濃度的分布規律，可以為流化床反應器的放大和設計提供重要的基礎數據。迄今為止，常用的固體顆粒濃度分布的測量方法有：壓降法、光纖探針法、激光多普勒法、固體顆粒取樣法等。與其他方法相比，固體顆粒取樣法具有成本低、操作方便等優勢而被廣泛采用。

前人已開發了許多種類的固體顆粒取樣裝置。其中：中國專利(ZL91109848.8)設計了一種懸浮液取樣裝置，該裝置能夠實現自動取樣，可以長期穩定地將懸浮液供入分析儀器中，但是這種裝置不能夠對密相多相流體系進行取樣；另一中國專利(ZL?200320110350.0)雖已提出了一種在工業生產中實現顆粒狀物料取樣的新方法，但是該裝置只能用于一個軸向位置徑向一點取樣，不能滿足實驗研究中軸向多點位置徑向截面取樣的需要；文獻(Kai?Zhang.Axial?solid?concentrationdistribution?in?tapered?and?cylindrical?bubble?columns.ChemicalEngineering?Journal，2002，86：299-307.)中設計了一種氣液固體系下軸向多點固體顆粒同步取樣裝置，但是該裝置難以保證每個取樣室與其床內對應取樣處的相同壓差，結果導致不同軸向位置的取樣量不同，從而引起測試系統較大的誤差。

發明內容

本實用新型的目的是克服背景技術中的不足，提供一種結構簡單、成本低、易操作的多相流體系下軸向多點并聯負壓式顆粒取樣裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的，它是由取樣管、閥門和取樣室組成，其特征在于取樣管的一端通過閥門和下料管與取樣室相連，下料管安裝在取樣室上蓋處，在取樣室上蓋裝有放空管和抽真空管，在取樣室內內中下部位處設有過濾網，取樣室底部的錐形結構與一個排液閥相連。

所述的放空管上裝有壓力表閥和壓力表。

所述的抽真空管上裝有真空氣閥。

對流化床軸向需測數個點和位置時，可以將上述的多個取樣裝置通過連桿將閥門的手柄連接在一起。

在使用本實用新型的取樣裝置時，將取樣管的一端插入流化床內，關閉所有的閥門、放空氣閥、壓力表閥和排液閥，打開真空氣閥，啟動真空泵，并調整放空管上的放空氣閥，使每個取樣室與其對應床內的取樣處保持相同的壓差，然后，再通過閥門柄和連桿同時開啟所有球閥，開始實驗取樣。流化床內的取樣物料在壓力作用下通過取樣管前端兩側的取樣孔進入取樣管，又經過閥門和下料管后進入取樣室，固體顆粒全部存留在取樣室內過濾網上面，液體經過排液閥進入儲液瓶。

(1)對于液固體系，液體需經取樣室下部的排液閥排入儲液瓶內，然后，取出過濾網上面存留的全部固體顆粒，經曬干、稱重，即可計算出各軸向位置的顆粒濃度。

(2)對于氣液固體系，氣體先由放空閥排出后，液體再由排液閥排入儲液瓶內，隨后，取出過濾網上面存留的全部固體顆粒，經曬干、稱重，計算出各軸向位置的液體和固體的相對濃度，然后，根據事先計算出的軸向氣含率，即可得到各軸向位置的顆粒濃度。

(3)對于具有粒度分布的多組分氣固體系，氣體由放空氣閥排出，然后對過濾網上的固體顆粒進行篩分，計算出不同粒度顆粒的體積比，再根據事先獲得的軸向氣含率，即可得到各軸向位置的不同粒度的固體顆粒濃度。

(4)對于具有粒度分布的多組分液固和氣液固體系，則分別結合(1)和(3)或(2)和(3)，就可以獲得具有不同粒度分布的固體顆粒濃度。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

①本實用新型適用于單粒度或多粒度分布的氣固、液固或氣液固流化床內固體顆粒取樣，同時，本實用新型不但能夠測量流化床內軸向平均固體顆粒濃度，而且也可以測量流化床內局部固體顆粒濃度；

②本實用新型中的所有球閥用球閥柄和連桿連接在一起，能夠實現對流化床軸向多點固體顆粒同時取樣的目的；