Многореакторная учебная пилотная установка для изучения технологических процессов реакторной техники

Введение

Многофункциональная учебная пилотная установка для технологических процессов реакторной техники представляет собой интегрированную лабораторную систему лабораторного масштаба, разработанную для кафедр химической технологии и технологий процессов университетского уровня. Эта пилотная установка объединяет три фундаментальные конфигурации химических реакторов — газотвердый каталитический реактор с неподвижным слоем (FBR), реактор с кипящим слоем (FLBR) и реактор с мешалкой (STR) — в единую компактную конструкцию. Благодаря общей централизованной системе подачи и предварительного нагрева газа студенты могут сравнивать гидродинамику реакторов, характеристики тепломассообмена и эффективность работы катализатора. Оснащенная современными цифровыми системами управления и веб-интерфейсом для управления обучением, эта учебная пилотная установка устраняет разрыв между теоретической химической кинетикой и практическими операциями промышленных процессов.

Настраиваемая аппаратная и программная конструкция

Учитывая, что каждая университетская лаборатория имеет уникальные требования к учебным программам, ограничения по площади и направления исследований, эта пилотная установка разработана с высокогибкой архитектурой. Как аппаратные компоненты, так и программные системы управления можно адаптировать под ваши конкретные образовательные цели.

Со стороны аппаратного обеспечения можно изменить размеры реакторов, спецификации материалов (например, высокотемпературные сплавы или коррозионностойкое стекло), конфигурации датчиков и дополнительные линии подачи реагентов. Со стороны программного обеспечения интерфейс управления, параметры сбора данных и порталы для удаленного доступа можно адаптировать для интеграции с существующими системами управления обучением вашего учреждения (LMS) или конкретными стандартами виртуальных лабораторий, гарантируя, что оборудование впишется в структуру вашей лаборатории.

Ключевые образовательные функции и преимущества

• Сравнительные исследования нескольких реакторов: Студенты могут последовательно проводить одинаковые каталитические реакции в реакторах с неподвижным слоем, кипящим слоем и мешалкой, что позволяет им напрямую наблюдать и анализировать влияние геометрии реактора и гидродинамики на конверсию и селективность.
• Технологическая схема в инженерном масштабе: Система оснащена независимыми подогревателями для газов-реагентов и коллектором трехходовых кранов, что обучает студентов особенностям маршрутизации процессов, смешивания газов и теплового управления.
• Продвинутое тепловое управление и безопасность: Каждая зона реактора оснащена высокоточными программируемыми контроллерами температуры с разъемными нагревательными рубашками для удобства осмотра и замены сосуда. Интегрированные предохранительные блокировки от превышения температуры и давления обучают студентов промышленным протоколам безопасности.
• Веб-ориентированный цифровой двойник и педагогика: Используя технологию WebGL, система поддерживает онлайн-веб-портал для интерактивной работы. Студенты могут получать доступ к схемам системы, готовиться к лабораторным работам удаленно и проходить аттестацию через интегрированный портал преподавателя с автоматической генерацией тестов и оцениванием.

Детали и компоненты

Технические характеристики и экспериментальные модули

В следующей таблице представлены основные технические параметры и практические экспериментальные модули, поддерживаемые этой учебной пилотной установкой:

Интеграция в учебную программу и академическая привязка

Эта учебная пилотная установка разработана для прямой поддержки и закрепления основных принципов, содержащихся в стандартных учебных программах по химической технологии. За счет интеграции физических экспериментов с классической академической литературой преподаватели университетов могут легко привязать лабораторные занятия к теоретическим лекциям.

Эксперименты, проводимые на этой установке, соответствуют фундаментальным технологическим процессам и явлениям переноса, описанным в ведущих академических учебниках:

• Технологические процессы химической технологии: Пилотная установка позволяет наглядно продемонстрировать газотвердое псевдоожижение, динамику потока в уплотненном слое и механическое перемешивание. Студенты могут соотнести измеренные перепады давления в кипящем слое с классическим уравнением Эргана и теориями псевдоожижения, рассматриваемыми в учебнике.
• Процессы переноса и технологические процессы: Система является отличной платформой для изучения теплопередачи в уплотненных слоях и аппаратах с мешалкой, а также диффузионных сопротивлений массопереноса в гетерогенном катализе (внутренние и внешние ограничения диффузии).
• Проектирование химических производств: Благодаря промышленным трубопроводам, кранам, датчикам и предохранительным блокировкам эта установка помогает студентам понять технологическую безопасность, проектирование схем трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID) и принципы масштабирования реакторов.

Кроме того, оборудование является основой для курсов, использующих такие учебники, как Химическая реакторная техника, где такие понятия, как неидеальный поток, функции распределения времени пребывания (RTD) (кривые $E$ и $F$) и каталитическое кинетическое моделирование переводятся из математических моделей в физические лабораторные данные.

Чтобы гарантировать полную поддержку вашей конкретной рабочей программы курса, наша инженерная команда может адаптировать как компоновку оборудования, так и программные лабораторные руководства под терминологию, номенклатуру и последовательность экспериментов, принятых в учебниках, предпочитаемых вашей кафедрой.

О компании LABPARK

LABPARK — специализированный производитель и разработчик учебных пилотных установок и лабораторного оборудования с более чем 20-летним опытом работы в глобальном секторе высшего образования. Мы специализируемся на поставке высококачественных, академически согласованных учебных систем по шести основным дисциплинам: химия, химическая технология, биотехнология, пищевая инженерия, фармацевтическая инженерия и экологическая инженерия.

Движимый постоянными инновациями, LABPARK владеет 209 техническими патентами и установил сотрудничество с более чем 289 университетами и институтами по всему миру. Наш современный производственно-исследовательский комплекс занимает 49 000 квадратных метров, что гарантирует, что каждый единица оборудования соответствует строгим стандартам безопасности и образовательным требованиям перед поставкой в университетские лаборатории.

Нам доверяют лидеры отрасли