[發明專利]一種非透明鼓泡床內氣含率的測量方法

無效

• 申請號: 201010177554.0
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101865803A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張鍇;陳宏剛;滕陽;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N7/00
• 分類號: G01N7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種氣液鼓泡床內氣含率的測量方法，特別適用于常壓或加壓非透明裝置內氣含率的監測。

背景技術

鼓泡床反應器憑借其相際接觸面大、傳遞效率高、結構簡單和操作穩定等優點而成為氣液兩相進行質量、動量和能量傳遞及化學反應的重要設備，廣泛用于化工、石油、環境、醫藥等過程領域。氣含率及其分布直接影響到流型和液體速率分布等流體動力學特性，進而影響到過程的傳質和傳熱行為以及產品的轉化率和收率。因此，氣含率的確定有助于理解床內介質之間的傳質和傳熱行為，為適宜反應條件的確定提供技術保障。

目前，常用的氣含率測量方法包括床層膨脹法、光纖法、電導法、射線法和差壓法等。其中，床層膨脹法最為簡單和直觀，其通過測量進氣前后床層的高度得到床內整體氣含率，不足之處是僅能用于室溫和常壓的透明鼓泡床裝置；光纖法或電導法能夠獲得較詳細的局部氣含率信息，缺陷是一般只能測量氣速較小時的情況，氣速較高時探針容易損壞，此外，作為接觸式測量方法，光纖法和電導法都會對床內流場產生干擾，在直徑較小的鼓泡床內表現的更為明顯；射線法是一種非接觸式測量方法，原理是根據射線透過介質后產生的衰減度來計算床內的氣含率，由于射線具有輻射性，因此使用過程中需要較高等級的安全措施；差壓法可以測量非透明鼓泡床內的氣含率，但裝置相對復雜，并且測量精度容易受外界條件干擾。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單的非透明鼓泡床內氣含率的測量方法。

本發明的目的主要通過在待測非透明鼓泡床體上外接一個液位計，通過讀取進氣前、后液位計示數，計算床內的氣含率。具體實施步驟是，鼓泡床內液面高度低于液位計上端口時，氣含率計算公式為：

ϵ=h-h0Hc---(1)]]>

若床內液面高度高于液位計上端口時，氣含率計算公式為：

ϵ=1-hh2---(2)]]>

其中：ε為氣含率；h₀和h分別為鼓泡床通氣前后對應的液位計示數；h₂為液位計高度；H_c為氣體分布板到液位計下端口的距離。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

□本發明是非接觸測量方法，對鼓泡床的流場沒有任何影響；

□能夠用于加壓非透明反應器內氣含率的測量；

□所需測量數據量少，計算方法簡單，易于操作，特別適合于現場監測。

附圖說明

圖1是本發明氣含率液位計法兩種不同情況示意圖；

圖2是本發明實施例中氣含率液位計法數據處理圖；

圖3是本發明實施例中液位計法與差壓法比較圖

具體實施方式

先在鼓泡床內加入一定量液體使其液面超過液位計下端口，并記錄液位計示數h₀；隨后向床內通入氣體，液位計示數也隨之上升，系統穩定后，記錄液位計示數h。由于待測裝置的非透明特性，無法觀察得到床內液面的實際高度，因此只能通過事先設置的液位計來間接測量床內液面高度。為了保證實驗數據的可靠性，液位計內只能有液相存在。根據理論分析，采用此方法測量氣含率具體為床內液位低于和高于液位計上端口兩種情況(如圖1所示)。

當床內液位低于液位計上端口(見圖1A)，根據壓力平衡方程得：

ρ_mixgh₁＝ρ_lgh????(3)

而氣液混合密度為：