高压反应器流量及压力控制

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1、实用标准一、实验目的1.学习不锈钢高压管线的切割、弯曲、配管、连接和检漏等操作技能。2.掌握不锈钢二通、三通、过滤器、单向阀的结构和原理。3.了解稳压阀与背压阀控压原理与特点，学习两种控压阀的不同用法。4.学习机械式安全阀、质量流量计、湿式流量计、皂膜流量计的原理和使用。5.学习反应器的压力、流量的稳定控制和测量技术二、实验仪器及装置管路及管阀件：6mm不锈钢反应器：ø25×2.5，催化剂装量50ml，使用温度：室温，使用压力：1MPa。稳压阀：进口压力：3500Psig，出口压力：50～3500Psig背压阀：进口压力50～3500Psig，出口压力：常压质量流量计：500SCCM压力

2、传感器：1.0MPa表1高压反应器流量及压力控制装置技术参数项目技术参数设备最高工作压力1MPa气体最大流量500SCCM额定电压220V使用环境温度0~40°C装置外形尺寸1400×800×1600mm装置重量75kg三、实验原理本实验装置采用高强度铝合金框架，每台设备有两个操作平台，每个操作平台上有一条气体控制管路。装置包括相应的管件、阀件和稳压阀、背压阀、压力传感器、质量流量计、机械安全阀和相应的压力、流量控制仪表。反应器的流量、压力及温度控制是化工科研以及工厂生产过程中最常见的控制过程，在控制反应器压力稳定的同时，也需要稳定的控制反应器的流量，因此，如何同时控制几文案大全实用标准

3、个参数都不变，并且互相没有影响，控制元件的选择和布置就很重要。本实验采用质量流量计控制反应器气体流量，采用稳压阀、背压阀控制反应器压力，并配有机械式安全阀保障设备安全。1.实验流程装置的流程图如图1所示。气体经减压后进入进气阀BV-1，然后经微孔过滤器F-1后，进入稳压阀PRV-1，气源的压力由阀前压力表P-01显示，阀后压力由压力表P-02显示，稳压阀后的气体流量经质量流量计MFC-1控制后进入反应器。当反应开始进行时，气体进入到气体质量流量计MFC-1，并通过设定流量仪表的数值，来控制该流量计的流量，流量的真实值可以从仪表上读出。但需要注意的是，该读数是指该种气体在标准状态下的体积，

4、而不是当前温度和压力下的体积流量，需要根据标准条件进行换算。同时如果不是氮气，还应该按照流量计说明书后面的气体表中的流量系数进行校正，具体方法可参见说明书。由流量计出来的气体经单向阀CV-1、截止阀BV-2进入到反应器，反应器入口压力由压力传感器P-03和压力表P-04显示，压力传感器显示压力可在仪表中读取。反应器出口安装机械式安全阀，当反应器超压时，可通过安全阀泄压，安全阀可调泄压压力范围为50~300Psi。由反应器出来的气体经过滤器过滤微小固体颗粒后可直接通过针阀NV-1调节后放空，也可进入到背压阀BPRV-1排放，由湿式流量计计量后放空。图1高压反应器流量及压力控制装置流程图2.

5、气体质量流量计工作原理质量流量计由流量传感器,分流器通道和流量放大电路等部件组成；在质量流量计基础文案大全实用标准上，再加上调节阀门和PID控制电路就构成了质量流量控制器。图27B型质量流量控制器结构图图3质量流量控制器原理图流量传感器采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量（无需温度压力补偿）。将传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大,放大后的流量检测电压与设定电压进行比较,再将差值信号放大后去控制调节阀门，闭环控制流过通道的流量使之与设定的流量相等。分流器决定主通道的流量。本控制器与流量显示仪连接后的工作原理如图3所示。3.稳压阀工作原理稳压阀的主要目的是控制当阀出口载气阻

6、力发生变化时，保持出口压力的稳定。稳压阀的结构如图4所示。旋转调节手柄，即可通过弹簧将针阀2旋到一定的开度，当压力达到一定值时就处于平衡状态，当气体进口压力P1稍有增加时，P2处的压力也增加，波纹管就向右移动，并带动三根连动阀杆（图中只画出一根）也向右移动，使阀开度变小，使出口压力P3维持不变，反之亦然。文案大全实用标准图4稳压阀原理图4.背压阀工作原理背压阀用于在管路或是设备容器压力不稳的状态下，保持反应器内有一恒定压力。在要求不是很严格的系统中可作为安全阀使用。背压阀的工作原理如图5所示。背压阀通过内置弹簧的弹力来实现动作：当系统压力比设定压力小时，膜片在弹簧弹力的作用下堵塞管路；当

7、系统压力比设定压力大时，膜片压缩弹簧，管路接通，流体通过背压阀。图5背压阀工作原理图5.安全阀工作原理安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀的工作原理与背压阀类似。6.设备电路控制图6图7分别用方框的形式，简单介绍了质量流量计与压力传感器设备的控制原理，文案大全实用标准仪表和元件的互相动作方式。图6质量流量计接线原