本實用新型涉及教學(xué)試驗儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實驗室用微波熱解反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

熱解反應(yīng)是物質(zhì)受熱發(fā)生分解的反應(yīng)過程，通常采用的加熱方式為間壁傳熱方式或由載熱體直接供熱，熱量從物料表面?zhèn)魅雰?nèi)部，氣相產(chǎn)物則從內(nèi)向外擴(kuò)散，與其傳熱傳質(zhì)方向相反，易引起產(chǎn)物的二次裂解，而且加熱速率小，均勻性差。為解決上述問題，提出了流化床、等離子體等快速熱解方法，但其根本的傳熱傳質(zhì)方式并沒有改變。微波加熱是電磁場中由介質(zhì)損耗引起的體積加熱，在電磁場作用下，分子運(yùn)動由原來雜亂無章的狀態(tài)變成有序的高頻振動，分子動能轉(zhuǎn)變成熱能，達(dá)到均勻加熱的目的。微波熱解具有獨特的傳熱傳質(zhì)規(guī)律和更好的加熱均勻性，而且溫度調(diào)控、熱解過程及預(yù)期最終產(chǎn)物的控制變得容易，節(jié)省大量時間和能源，并且設(shè)備熱慣性小，是替代常規(guī)熱解的很好選擇。

設(shè)計合理的熱解反應(yīng)器是更好的進(jìn)行微波熱解研究的首要問題。實驗室規(guī)模的微波熱解反應(yīng)器要求：(1)反應(yīng)器本身不吸收微波，以免影響加熱效果；(2)處理量不能太小，以免微波爐釋放的微波在爐膛內(nèi)滯留；(3)載氣分布均勻，確保熱解氣能被載體及時帶走；(4)熱解氣體能夠迅速離開反應(yīng)器；(5)方便測量溫度。

目前，在微波熱解實驗研究中使用的熱解反應(yīng)器通常有2種：(1)試管形反應(yīng)器；(2)三口燒瓶形反應(yīng)器。這兩種類型反應(yīng)器的進(jìn)氣口均在原料上方，對原料來說，載氣分布不均勻，不利于熱解氣的排出，沒有迅速排出的熱解氣附著在反應(yīng)器器壁上很容易發(fā)生二次熱解反應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種實驗室用微波熱解反應(yīng)器，其進(jìn)氣口、出氣口一字分布在進(jìn)料口(原料)的兩側(cè)，石英篩板使得載氣分布均勻，尾氣容易排出，溫度方便測量，具備實驗室微波熱解反應(yīng)器全部要求，滿足實驗室微波熱解反應(yīng)的需要。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

實驗室用微波熱解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體、進(jìn)料口、進(jìn)氣口、出氣口、固定連接桿和載氣分布器，均為石英玻璃材質(zhì)，其特征在于，所述反應(yīng)器主體為平底、錐頂圓柱形空心結(jié)構(gòu)，頂部中心位置設(shè)有進(jìn)料口，頂部進(jìn)料口的側(cè)面垂直設(shè)有出氣口，底部靠下位置設(shè)有載氣分布器；所述進(jìn)氣口設(shè)置在反應(yīng)器主體的側(cè)面，連接位置在反應(yīng)器主體底部與載氣分布器之間；所述進(jìn)氣口、出氣口一字分布在進(jìn)料口的兩側(cè)，之間通過固定連接桿連接在一起。

所述載氣分布器為篩板結(jié)構(gòu)，其厚度10mm-15mm，一側(cè)篩孔為50-100目，另一側(cè)篩孔為150-200目，在反應(yīng)器主體內(nèi)按粗篩在下、細(xì)篩在上設(shè)置。

所述進(jìn)料口同時也是放置測溫?zé)犭娕嫉奈恢谩?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：其進(jìn)氣口、出氣口一字分布在進(jìn)料口(原料)的兩側(cè)，石英篩板使得載氣分布均勻，尾氣容易排出，溫度方便測量，具備實驗室微波熱解反應(yīng)器全部要求，滿足實驗室微波熱解反應(yīng)的需要。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-進(jìn)料口 2-進(jìn)氣口 3-出氣口 4-固定連接桿 5-載氣分布器 6-反應(yīng)器主體 a-微波爐 b-K型熱電偶 c-氣體冷凝回收裝置 d-不可凝氣體出口

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

見圖1，本實用新型涉及一種實驗室用微波熱解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體6、進(jìn)料口1、進(jìn)氣口2、出氣口3、固定連接桿4和載氣分布器5，均為石英玻璃材質(zhì)，所述反應(yīng)器主體6為平底、錐頂圓柱形空心結(jié)構(gòu)，頂部中心位置設(shè)有進(jìn)料口1，頂部進(jìn)料口1的側(cè)面垂直設(shè)有出氣口3，方便氣體排出，底部靠下位置設(shè)有載氣分布器5；所述進(jìn)氣口2設(shè)置在反應(yīng)器主體6的側(cè)面，連接位置在反應(yīng)器主體6底部與載氣分布器5之間；所述進(jìn)氣口2、出氣口3一字平行分布在進(jìn)料口1(原料)的兩側(cè)，之間通過固定連接桿4連接在一起，起到加強(qiáng)固定作用。

所述載氣分布器5為篩板結(jié)構(gòu)，其厚度10mm-15mm，一側(cè)篩孔為50-100目，另一側(cè)篩孔為150-200目，在反應(yīng)器主體6內(nèi)按粗篩在下、細(xì)篩在上設(shè)置，確保載氣首先通過粗篩而后通過細(xì)篩，以便載氣分布更為均勻。

所述進(jìn)料口1同時也是放置測溫?zé)犭娕嫉奈恢?，一口雙用。

【實施例】以微波熱解大豆秸稈試驗為例

一種微波熱解反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括反應(yīng)器主體6、進(jìn)料口1、進(jìn)氣口2、出氣口3、固定連接桿4和載氣分布器5，均為石英玻璃材質(zhì)。進(jìn)氣口2內(nèi)徑為10mm，進(jìn)料口1內(nèi)徑為15mm，出氣口3內(nèi)徑為10mm，反應(yīng)器主體6的腔體內(nèi)徑為65mm。

見圖2，將該實用新型裝置與微波爐a、氣體冷凝回收裝置c按圖2所示連接，在進(jìn)料口1安裝好K型熱電偶b，即組建好一套實驗室微波熱解反應(yīng)器裝置。以微波熱解大豆秸稈試驗為例，其實驗步驟如下：

1.取干燥后的大豆秸稈與干燥后的活性炭(微波吸收劑)按8:2比例混合均勻通過進(jìn)料口1加到反應(yīng)器主體6中；

2.將該實用新型反應(yīng)器放入微波爐a中；

3.反應(yīng)前向微波爐a中的反應(yīng)器進(jìn)氣口2以300ml/min的速率通N2 10min，以排除整套裝置內(nèi)的空氣，實驗過程中要保證持續(xù)通入N2；

4.微波爐a通電進(jìn)行微波熱解反應(yīng)，通過K型熱電偶b可監(jiān)控反應(yīng)器主體6內(nèi)的實驗溫度。熱解反應(yīng)氣體通過出氣口3排入氣體冷凝回收裝置c進(jìn)行冷凝回收，其中熱解反應(yīng)的不可凝氣體產(chǎn)物從不可凝氣體出口d排出用集氣袋收集，熱解反應(yīng)的可凝氣體產(chǎn)物用冰水浴中裝有溶劑的錐形瓶收集，熱解反應(yīng)的固體產(chǎn)物留在反應(yīng)器主體1內(nèi)，即可實現(xiàn)氣、液、固產(chǎn)物分離；

5.對分離后的氣、液、固產(chǎn)物可根據(jù)需要分別進(jìn)行檢驗分析。