（1）对于长期使用的膜组件，其吸附杂质较多，或者浓差极化明显，则膜分离性能显著下降。对手预过滤和微滤组件，采取更换新内芯的手段：对手超滤、纳滤和反渗透组件，一般先采取反清洗手段，即将低浓度的料液溶液逆向进入膜组件，同时关闭浓液出口阀，使料液反向通过膜内芯而从物料进口侧出液，在这个过程中，料液可溶解部分溶质而减少膜的吸附。若反清洗后膜组件仍无法回复分离性能（如基本的截留率显著下降），则表面膜组件使用寿命已到尽头，需更换新内芯。附：膜组件工作性能与维护要求本装置中的所有膜组件均为科研用膜（工业上膜组件的使用寿命因分离物系不同而受影响），为使其能较长时间的保持正常分离性能，请注意其正常工作压力、工作温度，并选取合适浓度的物料，并作好保养工作。（1）系统要求最高工作温度：50℃正常工作温度：5-45℃（2）膜组件性能预滤组件：滤芯材料为聚丙稀混纤，孔径5um（3）维修与保养a.实验前请仔细阅读“实验指导书”和系统流程，特别要注意各种膜组件的正常工作压力与温度。b.新装置首次使用前，先用清水进料10一20分钟，洗去膜组件内的保护剂（为一些表面活性剂或高分子物质，对膜组件孔径定型用）。c.实验原料液必须经过5m微孔膜预过滤（即本实验装置中的预过滤器），防止硬颗粒混入而划破膜组件。d.使用不同料液实验时，必须对膜组件及相关管路进行彻底清洗。e.暂时不使用时，须保持膜组件湿润状态（因为膜组件干燥后，又失去了定型的保护剂，孔径可能发生变化，从而影响分离性能，可通过膜组件进出口阀门，将一定量清水或消毒液封在膜组件内。f.较长时间不用时，要防止系统生菌，可以加入少量防腐剂，例如甲醛、双氧水等（浓度均不高于0.5%）。在下次使用前，则必须将这些保护液冲洗干净，才能进行料液实验。1 6
１６ (1) 对于长期使用的膜组件，其吸附杂质较多，或者浓差极化明显，则膜分离性能显著下降。 对于预过滤和微滤组件 ，采取更换新内芯的手段；对于超滤、纳滤和反渗透组件，一般先 采取反清洗手段，即将低浓度的料液溶液逆向进入膜组件，同时关闭浓液出口阀，使料液反 向通过膜内芯而从物料进口侧出液，在这个过程中，料液可溶解部分溶质而减少膜的吸附。 若反清洗后膜组件仍无法回复分离性能（如基本的截留率显著下降），则表面膜组件使用寿 命已到尽头，需更换新内芯。 附：膜组件工作性能与维护要求 本装置中的所有膜组件均为科研用膜（工业上膜组件的使用寿命因分离物系不同而受影 响），为使其能较长时间的保持正常分离性能，请注意其正常工作压力、工作温度，并选取 合适浓度的物料，并作好保养工作。 （1）系统要求 最高工作温度：50℃ 正常工作温度：5－45℃ （2）膜组件性能 预滤组件：滤芯材料为聚丙稀混纤，孔径 5μm （3）维修与保养 a.实验前请仔细阅读“实验指导书”和系统流程，特别要注意各种膜组件的正常工作 压力与温度。 b.新装置首次使用前，先用清水进料 10－20 分钟，洗去膜组件内的保护剂（为一些表 面活性剂或高分子物质，对膜组件孔径定型用）。 c.实验原料液必须经过 5μm 微孔膜预过滤（即本实验装置中的预过滤器）,防止硬颗 粒混入而划破膜组件。 d．使用不同料液实验时，必须对膜组件及相关管路进行彻底清洗。 e.暂时不使用时，须保持膜组件湿润状态（因为膜组件干燥后，又失去了定型的保护 剂，孔径可能发生变化，从而影响分离性能），可通过膜组件进出口阀门，将一定量 清水或消毒液封在膜组件内。 f.较长时间不用时，要防止系统生菌，可以加入少量防腐剂，例如甲醛、双氧水等（浓 度均不高于 0.5％）。在下次使用前，则必须将这些保护液冲洗干净，才能进行料液实验
实验三管式反应器流动特性测定实验一，实验目的1.了解连续均相管式循环反应器的返混特性；2.分析观察连续均相管式循环反应器的流动特征：3.研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数n。二、实验原理及要点在工业生产上，对某些反应为了控制反应物的合适浓度，以便控制温度、转化率和收率，同时需要使物料在反应器内由足够的停留时间，并具有一定的线速度，而将反应物的一部分物料返回到反应器进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应。在连续流动的反应器内，不同停留时间的物料之间的混和称为返混。对于这种反应器循环与返混之间的关系，需要通过实验来测定。在连续均相管式循环反应器中，若循环流量等于零，则反应器的返混程度与平推流反应器相近，由于管内流体的速度分布和扩散，会造成较小的返混。若有循环操作，则反应器出口的流体被强制返回反应器入口，也就是返混。返混程度的大小与循环流量有关，通常定义循环比R为：循环物料的体积流量R=离开反应器物料的体积流量其中，离开反应器物料的体积流量就等于进料的体积流量循环比R是连续均相管式循环反应器的重要特征，可自零变至无穷大。当R=0时，相当于平推流管式反应器；当R=8时，相当于全混流反应器。因此，对于连续均相管式循环反应器，可以通过调节循环比R，得到不同返混程度的反应系统。一般情况下，循环比大于20时，系统的返混特性已经非常接近全混流反应器，返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，即返混与停留时间分布不存在一一对应的关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。停留时间分布的测定方法有脉冲法，阶跃法等，常用的是脉冲法。当系统达到稳定后，在系统的入口处瞬间注入一定量Q的示踪物料，同时开始在出口流体中检测示踪物料的浓度1 7
１７ 实验三 管式反应器流动特性测定实验 一．实验目的 １.了解连续均相管式循环反应器的返混特性； ２.分析观察连续均相管式循环反应器的流动特征； ３.研究不同循环比下的返混程度，计算模型参数 n。 二、实验原理及要点 在工业生产上，对某些反应为了控制反应物的合适浓度，以便控制温度、转化率和收率， 同时需要使物料在反应器内由足够的停留时间，并具有一定的线速度，而将反应物的一部分 物料返回到反应器进口，使其与新鲜的物料混合再进入反应器进行反应。在连续流动的反应 器内，不同停留时间的物料之间的混和称为返混。对于这种反应器循环与返混之间的关系， 需要通过实验来测定。 在连续均相管式循环反应器中，若循环流量等于零，则反应器的返混程度与平推流反应 器相近，由于管内流体的速度分布和扩散，会造成较小的返混。若有循环操作，则反应器出 口的流体被强制返回反应器入口，也就是返混。返混程度的大小与循环流量有关，通常定义 循环比 R 为： 离开反应器物料的体积流量 循环物料的体积流量 R = 其中，离开反应器物料的体积流量就等于进料的体积流量 循环比 R 是连续均相管式循环反应器的重要特征，可自零变至无穷大。 当 R=0 时，相当于平推流管式反应器； 当 R=∞时，相当于全混流反应器。 因此，对于连续均相管式循环反应器，可以通过调节循环比 R，得到不同返混程度的反 应系统。一般情况下，循环比大于 20 时，系统的返混特性已经非常接近全混流反应器。 返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然 而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，相同的停留时间分布可以有不 同的返混情况，即返混与停留时间分布不存在 一一对应的关系，因此不能用停留时间分 布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。 停留时间分布的测定方法有脉冲法，阶跃法等，常用的是脉冲法。当系统达到稳定后， 在系统的入口处瞬间注入一定量 Q 的示踪物料，同时开始在出口流体中检测示踪物料的浓度
变化。由停留时间分布密度函数的物理含义，可知f(t)dt = V.C()dt/0Q = ["vc()dt10)= VC0 =_C0)所以Jvc()dt Jc(dt由于电导率与浓度之间存在线性关系，故可以直接对电导率进行复化辛普森积分，其公式如下：f(a)+4f(x)+2)f(t)dtf(x)+ f(b)6k=0其中，h一为所记录数据的总时间；n一为所要处理的数据个数；a一为第一组数据：b一为最后一组数据：由此可见f()与示踪剂浓度C()成正比。因此，本实验中用水作为连续流动的物料，以饱和KCI作示踪剂，在反应器出口处检测溶液电导值。在一定范围内，浓度KCI与电导值成正比，则可用电导值来表达物料的停留时间变化关系，即f()L)，这里L()=L,-Lo，Li为t时刻的电导值，Lo为无示踪剂时电导值。由实验测定的停留时间分布密度函数f()，有两个重要的特征值，即平均停留时间t和方差，可由实验数据计算得到。若用离散形式表达，并取相同时间间隔，则：i-1C0_ 2L0;-Lic(0)dfe tL(t)dttL(t)diEC()AtEL()" L(t)dtI C(t)dtt'c(t)dt-(1) -Pc(0)dt-?-PL(0)dt-72J c(0)dt若用无因次对比时间θ来表示，即6=t/i，无因次方差=/2。18
１８ 变化。 由停留时间分布密度函数的物理含义，可知 f (t)dt =V C(t)dt Q ( ) = 0 Q VC t dt 所以 ( ) ( ) ( ) ( ) C(t)dt C t VC t dt VC t f t = = 0 0 由于电导率与浓度之间存在线性关系，故可以直接对电导率进行复化辛普森积分，其公 式如下： = + + + − = − = + 1 0 1 2 1 1 0 ( ) 4 ( ) 2 ( ) ( ) 6 ( ) n k n k k k f a f x f x f b h f t dt 其中，h—为所记录数据的总时间； n—为所要处理的数据个数； a—为第一组数据； b—为最后一组数据； 由此可见 f (t) 与示踪剂浓度 C(t) 成正比。因此，本实验中用水作为连续流动的物料， 以饱和 KCl 作示踪剂，在反应器出口处检测溶液电导值。在一定范围内，浓度 KCl 与电导 值成正比，则可用电导值来表达物料的停留时间变化关系，即 f (t) L(t) ，这里 ( ) = L − L L t t ， Lt 为 t 时刻的电导值， L∞ 为无示踪剂时电导值。 由实验测定的停留时间分布密度函数 f (t) ，有两个重要的特征值，即平均停留时间 t 和 方差 2 t ，可由实验数据计算得到。若用离散形式表达，并取相同时间间隔 t, 则： ( ) ( ) ( ) L(t) t L t C t t tC t t t = = − = = = 0 0 0 0 0 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) tL t dt L t dt tL t dt C t dt tC t dt t ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 0 2 2 0 2 2 0 0 2 2 t t C t dt t t L t dt t C t dt t C t dt t = − = − = − 若用无因次对比时间 来表示，即 ＝t t ， 无因次方差 2 2 2 t ＝ t
在测定了一个系统的停留时间分布后，如何来评介其返混程度，则需要用反应器模型来描述，这里我们采用的是多釜串联模型。所谓多釜串联模型是将一个实际反应器中的返混情况作为与若干个全混釜串联时的返混程度等效。这里的若干个全混釜个数n是虚拟值，并不代表反应器个数，n称为模型参数。多釜串联模型假定每个反应器为全混釜，反应器之间无返混，每个全混釜体积相同，则可以推导得到多釜串联反应器的停留时间分布函数关系，并得到无因次方差。与模型参数n存在关系为：=f/ 0.-a三、装置与流程缝治电导率仪1意电益水落电XmH风盛$盈教空间1精过车做8水糖(81HO薄料泵图3-1管式反应器流动特性实验工艺流程图本实验装置由管式反应器和循环系统组成，连续流动物料为水，示踪剂为食盐水。实验时，水从水箱用进料泵往上输送，经进料流量计测量流量后，进入管式反应器，在反应器顶部分为两路，一路到循环泵经循环流量记测量流量后进入反应器，一路经电导仪测量电导后排入地沟。待系统稳定后，食盐从盐水池通过电磁阀快速进入反应器。1 9
１９ 在测定了一个系统的停留时间分布后，如何来评介其返混程度，则需要用反应器模型来 描述，这里我们采用的是多釜串联模型。 所谓多釜串联模型是将一个实际反应器中的返混情况作为与若干个全混釜串联时的返 混程度等效。这里的若干个全混釜个数 n 是虚拟值，并不代表反应器个数，n 称为模型参数。 多釜串联模型假定每个反应器为全混釜，反应器之间无返混，每个全混釜体积相同，则可以 推导得到多釜串联反应器的停留时间分布函数关系，并得到无因次方差 2 与模型参数 n 存 在关系为： 2 2 2 1 t t n = = 三、装置与流程 图 3-1 管式反应器流动特性实验工艺流程图 本实验装置由管式反应器和循环系统组成，连续流动物料为水，示踪剂为食盐水。实验 时，水从水箱用进料泵往上输送，经进料流量计测量流量后，进入管式反应器，在反应器顶 部分为两路，一路到循环泵经循环流量记测量流量后进入反应器，一路经电导仪测量电导后 排入地沟。待系统稳定后，食盐从盐水池通过电磁阀快速进入反应器
实验仪器：1个反应器为有机玻璃制成管式反应器（1000ml）1个DDS一11C型电导率仪LZB型转子流量计：1 个进料：2.5~25L/h1个循环：16~160L/h1个DF2一3电磁阀（PN0.8MPa220V）2个磁力驱动泵MP-20RZ实验试剂：主流体自来水示踪剂0.017mol/L食盐溶液四、实验准备工作1.药品0.017mol/L食盐溶液：称量5g食盐到500ml水中，玻璃棒搅拌，使其溶解即可。2.实验准备工作熟悉流量计、循环泵的操作熟悉进样操作，可抽清水模拟操作熟悉“管式循环反应器”数据采集系统的操作，开始→结束→保存→打印熟悉EPSON-1600K打印机操作，开启→装一页A4纸→进纸键→联机键→打印五、实验操作指导1.实验内容和要求(I）实验内容用脉冲示踪法测定循环反应器停留时间分布：改变循环比，确定不同循环比下的系统返混程度：观察循环反应器的流动特征。(2）实验要求控制系统的进口流量15升/小时，采用不同循环比，R=0，3，5，通过测定停留时间的方法，借助多釜串联模型度量不同循环比下系统的返混程度。2 0
２０ 实验仪器: 反应器为有机玻璃制成管式反应器（1000ml） １个 DDS－11C 型电导率仪 １个 LZB 型转子流量计： 进料：2.5～25L/h 1 个 循环：16～160L/h 1 个 DF2－3 电磁阀（PN0.8MPa 220V） 1 个 磁力驱动泵 MP-20RZ ２个 实验试剂： 主流体 自来水 示踪剂 0.0l7mol/L 食盐溶液 四、实验准备工作 1. 药品 0.0l7mol/L 食盐溶液：称量 5g 食盐到 500ml 水中，玻璃棒搅拌，使其溶解即可。 2. 实验准备工作 熟悉流量计、循环泵的操作 熟悉进样操作，可抽清水模拟操作 熟悉“管式循环反应器”数据采集系统的操作，开始→结束→保存→打印 熟悉 EPSON-1600K 打印机操作，开启→装一页 A4 纸→进纸键→联机键→打印 五、实验操作指导 1．实验内容和要求 ⑴ 实验内容 用脉冲示踪法测定循环反应器停留时间分布； 改变循环比，确定不同循环比下的系统返混程度； 观察循环反应器的流动特征。 ⑵ 实验要求 控制系统的进口流量 15 升/小时，采用不同循环比，R= 0，3，5，通过测定停留时间的 方法，借助多釜串联模型度量不同循环比下系统的返混程度