一種多氣氛反應(yīng)熱解爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，主要包括氣氛進(jìn)氣氣路、熱解爐控溫加熱爐體、熱解反應(yīng)器、氣體分流器、氣體定量進(jìn)樣器、氣體限流器、與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口、控溫保溫器、冷阱?？梢詫?shí)現(xiàn)在熱解爐控溫加熱爐體加熱的條件下，物質(zhì)在熱解反應(yīng)器中與通過氣氛進(jìn)氣氣路進(jìn)入的各種氣氛進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中產(chǎn)生的揮發(fā)份產(chǎn)物可以依次通過氣體分流器、氣體定量進(jìn)樣器、氣體限流器和與有機(jī)質(zhì)譜儀接口進(jìn)入有機(jī)質(zhì)譜儀中進(jìn)行檢測，熱反應(yīng)過程中的冗余氣體被冷阱冷凝并被收集。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)多氣氛條件下物質(zhì)受熱發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，并且可以實(shí)現(xiàn)與有機(jī)質(zhì)譜儀連接，在線定性定量分析熱化學(xué)反應(yīng)中揮發(fā)份產(chǎn)物，實(shí)時(shí)過程監(jiān)測，同時(shí)收集冗余揮發(fā)份產(chǎn)物氣體避免環(huán)境污染。
【專利說明】一種多氣氛反應(yīng)熱解爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，屬于儀器儀表【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]由于目前沒有可以利用有機(jī)質(zhì)譜儀等分析儀器對多氣氛條件下的熱化學(xué)反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，無法有效對揮發(fā)份產(chǎn)物進(jìn)行在線地細(xì)致分析，因此本發(fā)明所提供的多氣氛反應(yīng)熱解爐就是一種可以實(shí)現(xiàn)在多種氣氛條件下和多種催化條件下的物質(zhì)受熱發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)熱解爐，同時(shí)本發(fā)明還可以與有機(jī)質(zhì)譜儀聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)定性定量檢測熱化學(xué)反應(yīng)中的揮發(fā)份產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)對熱化學(xué)反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可以在多種氣氛條件下和多種催化劑條件下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)受熱發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱解爐，并且本發(fā)明可以與有機(jī)質(zhì)譜儀聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)定性定量檢測熱化學(xué)反應(yīng)中揮發(fā)份產(chǎn)物。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，包括氣氛進(jìn)氣氣路、熱解爐控溫加熱爐體、熱解反應(yīng)器、氣體分流器、氣體定量進(jìn)樣器、氣體限流器、與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口、控溫保溫器、冷阱；載氣氣路、載氣氣體流量控制器與反應(yīng)氣氣路、反應(yīng)氣氣體流量控制器接口匯合在氣體混合器，氣體混合器接入熱解爐熱解反應(yīng)器，由熱解爐控溫加熱爐體對熱解爐熱解反應(yīng)器進(jìn)行控溫加熱，氣體分流器的進(jìn)氣氣路與熱解反應(yīng)器連接，氣體分流器出氣氣路分別與氣體定量進(jìn)樣器和冷阱連接，氣體定量進(jìn)樣器與氣體限流器連接，氣體限流器另一端連接與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口，控溫保溫器對氣體分流器、氣體定量進(jìn)樣器和氣體限流器進(jìn)行控溫保溫。
[0005]進(jìn)一步的，載氣氣路和反應(yīng)氣氣路組成氣氛進(jìn)氣氣路，可以在反應(yīng)熱解爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同氣氛條件下的熱化學(xué)反應(yīng)。
[0006]進(jìn)一步的，載氣氣路和反應(yīng)氣氣路分別具有獨(dú)立的氣體流量控制器即載氣氣體流量控制器和反應(yīng)氣氣體流量控制器，可以對熱化學(xué)反應(yīng)所需的載氣和反應(yīng)氣的氣氛的量進(jìn)行控制。
[0007]進(jìn)一步的，氣體混合器可以把載氣氣路和反應(yīng)氣氣路通入的載氣和反應(yīng)氣混合均勻，保證熱解反應(yīng)過程的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
[0008]進(jìn)一步的，熱解爐控溫加熱爐體以程序升溫加熱或定溫恒溫加熱的方式在室溫至1500°C內(nèi)為熱解反應(yīng)器提供熱反應(yīng)條件。
[0009]進(jìn)一步的，氣體分流器可以對熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體進(jìn)行分流，避免熱解反應(yīng)氣內(nèi)氣壓過大的危險(xiǎn)情況，并保證有可控的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體進(jìn)入氣體定量進(jìn)樣器。
[0010]進(jìn)一步的，氣體定量進(jìn)樣器可以使揮發(fā)份產(chǎn)物氣體以連續(xù)進(jìn)樣的方式或者固定體積進(jìn)樣的方式進(jìn)入氣體限流器。
[0011]進(jìn)一步的，氣體限流器可以避免反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物和冗余氣體因氣量過大對有機(jī)質(zhì)譜儀的高真空造成破壞，并防止在發(fā)生漏氣事件時(shí)對有機(jī)質(zhì)譜儀造成損害。
[0012]進(jìn)一步的，使用與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口，可以與有機(jī)質(zhì)譜儀聯(lián)用，便于對熱解反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物進(jìn)行在線實(shí)時(shí)分析。
[0013]進(jìn)一步的，控溫保溫器對氣體分流器、氣體定量進(jìn)樣器和氣體限流器進(jìn)行整體控溫保溫，避免因熱化學(xué)反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物冷凝造成反應(yīng)過程監(jiān)測的失真，以及氣路的阻塞和污染。
[0014]進(jìn)一步的，冷阱可以冷凝和收集多余揮發(fā)份產(chǎn)物，即可以實(shí)現(xiàn)防止多余揮發(fā)份產(chǎn)物進(jìn)入環(huán)境，避免造成環(huán)境污染，也可以實(shí)現(xiàn)對多余揮發(fā)份產(chǎn)物的收集和二次分析。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于可以實(shí)現(xiàn)多種氣氛條件下和多種催化條件下物質(zhì)的熱化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)在這種熱化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)份產(chǎn)物可以實(shí)現(xiàn)以連續(xù)和定量的方式輸出，便于利用有機(jī)質(zhì)譜儀進(jìn)行在線實(shí)時(shí)定性定量檢測。本發(fā)明有益效果還表現(xiàn)在過量揮發(fā)份的可以通過冷阱收集，能夠減少環(huán)境污染，或者實(shí)現(xiàn)揮發(fā)份產(chǎn)物的二次檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為多氣氛反應(yīng)熱解爐公開示意圖。
[0017]圖中，1.載氣氣路，2.反應(yīng)氣氣路，3.載氣氣體流量控制器，4.反應(yīng)氣氣體流量控制器，5.氣體混合器，6.熱解爐控溫加熱爐體，7.熱解反應(yīng)器，8.氣體分流器，9.氣體定量進(jìn)樣器，10.氣體限流器，11.與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口，12.控溫保溫器，13.冷阱。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示,一種多氣氛反應(yīng)熱解爐,包括:載氣氣路1、反應(yīng)氣氣路2，載氣氣體流量控制器3、反應(yīng)氣氣體流量控制器4、氣體混合器5、熱解爐控溫加熱爐體6、熱解反應(yīng)器7、氣體分流器8、氣體定量進(jìn)樣器9、氣體限流器10、與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口 11、控溫保溫器12、冷阱13。
[0020]載氣氣路I和載氣氣體流量控制器3與反應(yīng)氣氣路2和反應(yīng)氣氣體流量控制器4接入氣體混合器5，氣體混合器5接入熱解反應(yīng)器7，熱解反應(yīng)器7裝置在熱解爐控溫加熱爐體6內(nèi)，熱解反應(yīng)器7另一端與氣體分流器8連接，氣體分流器8分別與氣體定量進(jìn)樣器9和冷阱13相連接，氣體定量進(jìn)樣器9另一端與氣體限流器10相連，與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口 11把氣體限流器10和有機(jī)質(zhì)譜儀等分析儀器相連接，控溫保溫器12把氣體分流器8、氣體定量進(jìn)樣器9和氣體限流器10包裹在內(nèi)。
[0021]多氣氛反應(yīng)熱解爐的氣氛進(jìn)氣氣路分為載氣氣路I和反應(yīng)氣氣路2，用于為反應(yīng)熱解爐提供不同功用的氣氛，便于反應(yīng)熱解爐內(nèi)可實(shí)現(xiàn)不同催化條件下的熱化學(xué)反應(yīng)。載氣氣路I和反應(yīng)氣氣路2分別連接獨(dú)立的氣體流量控制器，即載氣氣體流量控制器3，反應(yīng)氣氣體流量控制器4，便于對熱解爐所需的載氣和反應(yīng)氣的氣體的量進(jìn)行控制。
[0022]為載氣氣路I和反應(yīng)氣氣路2提供氣體混合的混合器5。
[0023]熱解反應(yīng)器7是發(fā)生多氣氛催化熱解反應(yīng)的反應(yīng)器?？販丶訜釥t體6為裝置在其內(nèi)部的熱解反應(yīng)器7提供在室溫至1500°C條件下的程序升溫加熱或定溫恒溫加熱的熱反應(yīng)條件。
[0024]氣體分流器8可以實(shí)現(xiàn)排除熱化學(xué)反應(yīng)過程中的冗余氣體，避免反應(yīng)熱解爐內(nèi)氣壓過大，并保證有適量的產(chǎn)物氣體進(jìn)入氣體定量進(jìn)樣器9。
[0025]氣體定量進(jìn)樣器9使揮發(fā)份產(chǎn)物氣體以連續(xù)進(jìn)樣或以固定體積進(jìn)樣。
[0026]氣體限流器10限制和平緩揮發(fā)份產(chǎn)物氣體，防止突然的壓力變化破壞有機(jī)質(zhì)譜儀的高真空，損傷有機(jī)質(zhì)譜儀。
[0027]與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口 11是與有機(jī)質(zhì)譜儀連接的器件。
[0028]控溫保溫器12為氣體分流器8、氣體定量進(jìn)樣器9和氣體限流器10提供恒溫保溫。
[0029]冷阱13用于冷凝從氣體分流器8分流出來的冗余的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體，減少反應(yīng)熱解爐排出的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體對環(huán)境的污染，同時(shí)可以收集揮發(fā)份產(chǎn)物氣體進(jìn)行二次檢測和分析。
[0030]為說明多氣氛反應(yīng)熱解爐工作原理，現(xiàn)提供多氣氛反應(yīng)熱解爐工作流程:
[0031 ] 載氣和反應(yīng)氣經(jīng)載氣氣體流量控制器3和反應(yīng)氣氣體流量控制器4調(diào)制成適當(dāng)比例的反應(yīng)氣氛，氣氛在氣體混合器5內(nèi)混合均勻后通入熱解反應(yīng)器7，熱解爐控溫加熱爐體6為熱解反應(yīng)器7提供適當(dāng)?shù)臒岱磻?yīng)條件，在熱解反應(yīng)器7中產(chǎn)生的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體被氣體分流器8按一定比例進(jìn)行分流，分成待檢測的產(chǎn)物氣體和冗余氣體，待檢測的產(chǎn)物氣體進(jìn)入氣體定量進(jìn)樣器9，再以連續(xù)方式或以固定體積方式依次通過氣體限流器10和與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口 11，最后被有機(jī)質(zhì)譜儀檢測；冗余氣體通過冷阱13進(jìn)行冷凝，冷凝出的固體、液體和氣體可以進(jìn)行收集。
[0032] 本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，可用于與有機(jī)質(zhì)譜儀聯(lián)用，其特征在于:載氣氣路(I)、反應(yīng)氣氣路(2)、載氣氣體流量控制器(3)、反應(yīng)氣氣體流量控制器(4)、氣體混合器(5)、熱解爐控溫加熱爐體出)、熱解反應(yīng)器(7)、氣體分流器(8)、氣體定量進(jìn)樣器(9)、氣體限流器(10)、與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口(11)、控溫保溫器(12)、冷阱(13);載氣氣路(I)、載氣氣體流量控制器(3)與反應(yīng)氣氣路(2)、反應(yīng)氣氣體流量控制器(4)接口匯合在氣體混合器(5)，氣體混合器(5)接入熱解爐熱解反應(yīng)器(7)，由熱解爐控溫加熱爐體(6)對熱解爐熱解反應(yīng)器(7)進(jìn)行控溫加熱，氣體分流器(8)的進(jìn)氣氣路與熱解反應(yīng)器(7)連接，氣體分流器(8)出氣氣路分別與氣體定量進(jìn)樣器(9)和冷阱(13)連接，氣體定量進(jìn)樣器(9)與氣體限流器(10)連接，氣體限流器(10)另一端連接與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口(11)，控溫保溫器(12)對氣體分流器(8)、氣體定量進(jìn)樣器(9)和氣體限流器(10)進(jìn)行控溫保溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:載氣氣路(I)和反應(yīng)氣氣路(2)組成氣氛進(jìn)氣氣路，可以在反應(yīng)熱解爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同氣氛條件下的熱化學(xué)反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:載氣氣路(I)和反應(yīng)氣氣路(2)分別具有獨(dú)立的氣體流量控制器即載氣氣體流量控制器(3)和反應(yīng)氣氣體流量控制器(4)，可以對熱化學(xué)反應(yīng)所需的載氣和反應(yīng)氣的氣氛的量進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:氣體混合器(5)可以把載氣氣路(I)和反應(yīng)氣氣路(2)通入的載氣和反應(yīng)氣混合均勻,保證熱解反應(yīng)過程的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:熱解爐控溫加熱爐體(6)以程序升溫加熱或定溫恒溫加熱的方式在室溫至1500°C內(nèi)為熱解反應(yīng)器(7)提供熱反應(yīng)條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:氣體分流器(8)可以對熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體進(jìn)行分流，避免熱解反應(yīng)氣內(nèi)氣壓過大的危險(xiǎn)情況，并保證有可控的揮發(fā)份產(chǎn)物氣體進(jìn)入氣體定量進(jìn)樣器(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:氣體定量進(jìn)樣器(9)可以使揮發(fā)份產(chǎn)物氣體以連續(xù)進(jìn)樣的方式或者固定體積進(jìn)樣的方式進(jìn)入氣體限流器(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:氣體限流器(10)可以避免反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物和冗余氣體因氣量過大對有機(jī)質(zhì)譜儀的高真空造成破壞，并防止在發(fā)生漏氣事件時(shí)對有機(jī)質(zhì)譜儀造成損害。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:使用與有機(jī)質(zhì)譜儀連接接口(11)，可以與有機(jī)質(zhì)譜儀聯(lián)用，便于對熱解反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物進(jìn)行在線實(shí)時(shí)分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種多氣氛反應(yīng)熱解爐，其特征在于:控溫保溫器(12)對氣體分流器(8)、氣體定量進(jìn)樣器(9)和氣體限流器(10)進(jìn)行整體控溫保溫，避免因熱化學(xué)反應(yīng)揮發(fā)份產(chǎn)物冷凝造成反應(yīng)過程監(jiān)測的失真，以及氣路的阻塞和污染；冷阱(13)可以冷凝和收集多余揮發(fā)份產(chǎn)物，即可以實(shí)現(xiàn)防止多余揮發(fā)份產(chǎn)物進(jìn)入環(huán)境，避免造成環(huán)境污染，也可以實(shí)現(xiàn)對多余揮發(fā)份產(chǎn)物的收集和二次分析。
【文檔編號】B01J19/24GK104368299SQ201410668099
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】尹浩, 劉毅 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)