[發明專利]一種旋轉填料床用液體分布檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201811491000.0
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109632554B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 祁貴生;劉有智;郭林雅;高磊
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種旋轉填料床用液體分布檢測裝置的檢測方法，其特征在于：采用如下裝置，包括風機（4.1）、氣體緩沖罐（4.2）、計算機（4.4）、數據采集系統（4.5）、壓力傳感器（4.8）、儲罐（4.9）、旋轉填料床（4.11）、電機（4.12）、廢氣吸收槽（4.13）、液泵（4.15）和液體儲罐（4.16）；旋轉填料床（4.11）上設置有氣體入口（1）、檢測口（2）、氣體出口（8）和液體出口（13），壓力傳感器（4.8）經檢測口（2）安裝于旋轉填料床內部，壓力傳感器（4.8）與數據采集系統（4.5）連接，數據采集系統（4.5）與計算機（4.4）連接，氣體出口（8）與廢氣吸收槽（4.13）連接，氣體入口（1）與氣體緩沖罐（4.2）連接，氣體入口（1）與氣體緩沖罐（4.2）之間設置有氣體流量計（4.3）和閥門（4.6），氣體緩沖罐（4.2）分別與儲罐（4.9）和風機（4.1）連接，氣體緩沖罐（4.2）和儲罐（4.9）之間設置氣體流量計（4.3）和閥門（4.6），旋轉填料床（4.11）還通過液泵（4.15）和液體儲罐（4.16）連接，旋轉填料床（4.11）與液泵（4.15）之間設置液體流量計（4.14）和閥門（4.6）；

旋轉填料床（4.11）包括殼體（3）、液體分布器（6）、填料區（10）和轉軸（12），填料區（10）由上支撐（4）、下支撐（11）、內支撐（7）和外支撐（9）固定在轉軸（12）上，殼體（3）上設置N個檢測口（2），液體分布器（6）位于旋轉填料床（4.11）中心；

檢測口（2）分布在上支撐（4）與下支撐（11）之間的區域，且沿周向自下而上分布；

上支撐（4）和下支撐（11）為“米字型”支撐，上支撐（4）和下支撐（11）沿徑向對應設置多個凹槽（5），凹槽（5）深度為上支撐板厚度的2/3，寬度為1.5mm，最內側凹槽（5）固定內支撐（7），外支撐（9）安裝到其他凹槽（5）內；

包括以下步驟，

S100～打開風機，空氣經風機（4.1）進入氣體緩沖罐（4.2）；儲罐（4.9）中的實驗氣體在閥門（4.6）的流量控制下，經氣體流量計（4.3）計量后進入氣體緩沖罐（4.2）中，空氣與實驗氣體均勻混合進入旋轉填料床（4.11）；

S200～打開液泵，液體儲罐（4.16）中實驗溶液在液泵（4.15）的作用下進入旋轉填料床（4.11），由液體流量計（4.14）控制流量，與氣體在旋轉填料床中接觸；

S300～啟動電機，填料高速旋轉；

S400～調節氣液流量，待氣液流量穩定后，打開壓力數據采集系統，將壓力值的采集時間間隔設置為1ms，以此得到5個檢測點的壓力數值F₁，……，F_N隨時間變化的壓力數據表；

S500～填料內液體由填料內緣向外緣運動，最后由填料外緣甩出，接觸壓力傳感器，傳感器受力F，將壓力信號輸出，此時，假設傳感器接收到的壓力F為液體在做圓周過程中的離心力，所以F=ma=mw²r，m，液體質量；a，液體的加速度；w，液體圓周運動時的角速度，即填料運動角速度；r，填料半徑；

S600～以液體質量m作為衡量填料內液體分布的指標，以N個檢測點所測液體質量數據m₁，……，m_N數據來綜合分析填料內的液體分布，在此，用到的是N個檢測點的液體質量m的標準差值M_f，計算公式如下式，

式中，N指的是檢測點的數量，m_i為單個檢測點的液體質量，為N個檢測點所測液體質量的平均值，由式中可以看出，m_i與的差距越小，M_f值越小，也就說明檢測點液體質量的波動程度越小，所以液體分布越均勻，反之，液體分布不均勻。

2.根據權利要求1所述的旋轉填料床用液體分布檢測裝置的檢測方法，其特征在于：所述的N=5。