Impianti Pilota Didattici di Chimica Applicata
Impianto Pilota Didattico per Elettrolisi dell'Acqua con Membrana Alcalina - Sistema di Addestramento alle Operazioni Unitari
Numero articolo : LPK-CHPE
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Tipo di elettrolizzatore
- Membrana alcalina
- Materiale di processo
- Acciaio inossidabile 316L
- Sistema di controllo
- PLC con touchscreen da 15,6 pollici
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Introduzione
L'impianto pilota didattico per operazioni unitarie per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi dell'acqua con membrana alcalina è un sistema di laboratorio integrato su scala pilota progettato per istituti di istruzione superiore. Questa piattaforma funge da strumento didattico pratico che dimostra l'applicazione pratica della produzione elettrochimica di idrogeno combinata con le operazioni unitarie essenziali dell'ingegneria chimica. Utilizzando la tecnologia della membrana alcalina di grado industriale, il sistema permette agli studenti di osservare, misurare e analizzare i fenomeni di trasporto, la fluidodinamica, la separazione gas-liquido e la gestione dell'energia termica all'interno di un ambiente didattico controllato.
Per garantire l'allineamento con specifici programmi di laboratorio e standard istituzionali, sia i componenti hardware che software di questo impianto pilota possono essere personalizzati. Questa adattabilità permette ai docenti di modificare le configurazioni fisiche, le scale della strumentazione e le interfacce di controllo digitali per adattarle ai propri obiettivi didattici e ai requisiti di spazio del laboratorio.
Funzioni didattiche chiave e vantaggi
- Addestramento pratico alle operazioni unitarie: Il sistema integra molteplici operazioni fondamentali dell'ingegneria chimica — tra cui trasporto di fluidi, scambio termico, separazione gas-liquido e controllo del processo elettrochimico — in un'unica postazione di lavoro compatta.
- Controllo industriale e acquisizione dati: Dotato di interfaccia touchscreen industriale e sistema PLC, l'impianto pilota espone gli studenti ai moderni sistemi industriali SCADA, alla registrazione di dati in tempo reale e al monitoraggio basato su cloud.
- Materiali resistenti alla corrosione e durevoli: Costruito con un telaio in lega di alluminio ad alta resistenza e parti a contatto con il processo realizzate in acciaio inossidabile 316L di alta qualità, l'impianto è progettato per una durata a lungo termine e la resistenza alle soluzioni alcaline.
- Progettazione completa della sicurezza: La sicurezza è prioritaria grazie a funzionalità integrate tra cui componenti chiave antideflagranti, interblocchi di sicurezza automatici per pressione e livello del liquido e un sistema attivo di allarme per perdite di idrogeno con segnalazioni acustiche e visive.
- Connettività moderna: Il sistema di controllo supporta la comunicazione 5G e Bluetooth, facilitando il monitoraggio remoto e l'apprendimento collaborativo di gruppo durante le sessioni di laboratorio.
Dettagli e componenti
Integrazione nel curriculum e mappatura accademica
Questo impianto pilota colma il divario tra i concetti teorici della classe e i processi industriali reali. È particolarmente adatto ai dipartimenti di Ingegneria Chimica, Ingegneria Ambientale, Ingegneria Energetica e Chimica Applicata.
Interagendo con questa apparecchiatura, gli studenti possono osservare e calcolare direttamente i fenomeni descritti nei principali libri di testo di riferimento come Unit Operations of Chemical Engineering, Transport Processes and Separation Process Principles e Chemical Engineering Design. Concetti chiave come il trasporto di fluidi, la decantazione per gravità nella separazione gas-liquido, la dissipazione di calore negli scambiatori tubolari e i bilanci di massa ed energetici dell'intero sistema vengono resi concreti.
| Modulo sperimentale | Specifiche tecniche e componenti | Concetti dei libri di testo e argomenti trattati |
|---|---|---|
| Reazione elettrochimica e generazione di gas | • Cella elettrolitica a membrana alcalina • Serbatoio per soluzione alcalina in acciaio inossidabile 316L • Serbatoio di alimentazione di acqua pura |
• Leggi dell'elettrolisi di Faraday • Cinetica e termodinamica elettrochimica • Bilancio energetico nei sistemi reattivi |
| Trasporto di fluidi e idrodinamica | • Pompa di circolazione schermata industriale • Pompa dosatrice per acqua di reintegro • Valvole di controllo del flusso integrate |
• Comportamento del flusso di fluidi e caduta di pressione • Curve di prestazione della pompa e consumo energetico • Principi di misurazione del flusso |
| Separazione gas-liquido | • Separatore di ossigeno ad alta efficienza • Separatore di idrogeno ad alta efficienza |
• Fluidodinamica multifase • Principi di decantazione per gravità e separazione di fasi • Trasferimento di massa attraverso i confini di fase |
| Scambio termico di processo | • Scambiatore di calore tubolare in acciaio inossidabile 316L • Integrazione del circuito dell'acqua di raffreddamento |
• Determinazione del coefficiente di scambio termico • Bilancio energetico negli scambiatori di calore • Gestione termica delle operazioni esotermiche |
| Controllo di processo e strumentazione | • Interfaccia touchscreen da 15,6 pollici • Sensori di pressione e livello del liquido integrati • Interblocchi automatizzati basati su PLC |
• Dinamica dei processi e anelli di retroazione • Calibrazione dei sensori e trasmissione del segnale • Progettazione di sistemi di interblocco di sicurezza industriali |
Opzioni di personalizzazione
Comprendiamo che ogni laboratorio universitario ha esigenze spaziali, di bilancio e pedagogiche distinte. Per supportare diversi ambienti didattici, questo impianto pilota presenta una progettazione modulare che permette un'ampia personalizzazione:
- Personalizzazione hardware: Le opzioni includono la modifica della capacità dei serbatoi di stoccaggio, l'aggiustamento della scala e della portata della cella elettrolitica, la selezione di pacchetti di sensori alternativi (come flussimetri digitali o sensori di conducibilità online) e la configurazione di layout di tubazioni personalizzati per adattarsi a specifiche disposizioni del laboratorio.
- Personalizzazione software: Il software di controllo può essere adattato per visualizzare preferenze linguistiche specifiche, integrare moduli di calcolo dei dati personalizzati, stabilire soglie di allarme di sicurezza personalizzate o interfacciarsi direttamente con i sistemi di gestione del laboratorio universitario esistenti.
Informazioni su LABPARK
LABPARK opera da oltre 20 anni nel settore dell'istruzione superiore, sviluppando e producendo apparecchiature avanzate per l'addestramento e la sperimentazione che colmano il divario tra l'ingegneria teorica e la realtà industriale. Ci concentriamo sulla fornitura di soluzioni di alta qualità in sei principali discipline accademiche: chimica, ingegneria chimica, biologia, ingegneria alimentare, ingegneria farmaceutica e ingegneria ambientale.
Supportati da 209 brevetti tecnici e un centro di produzione e ricerca e sviluppo all'avanguardia di 49.000 metri quadrati, LABPARK mantiene standard elevati di qualità di produzione e rilevanza accademica. Ad oggi, abbiamo collaborato con più di 289 università e college in tutto il mondo, aiutando i docenti a creare ambienti di laboratorio moderni, sicuri ed estremamente efficaci per la prossima generazione di ingegneri e ricercatori.
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