本實用新型屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

在材料制備工程中，為了獲得具有某些特定性能材料（如多孔材料），或者提高和改善材料性能（如碳納米管，多孔材料等），通常需要水（蒸汽）參與反應(yīng)，利用水和試樣發(fā)生反應(yīng)，從而得到預(yù)期的實驗結(jié)果。如在碳納米管制備過程中，為了清除管內(nèi)的殘余碳，提高其表面積，可以在一定溫度下采用水蒸氣處理加以實現(xiàn)（反應(yīng)方程式：C +H₂O = H₂ +CO)；此外，在微/介孔SiOC陶瓷制備過程中，為了提高材料的比表面積和降低碳含量，可以在交聯(lián)體熱解過程中，利用水蒸氣與交聯(lián)體中的有機基團發(fā)生反應(yīng)（如Si-CH₃ + H₂O ? Si-OH + CH₄）、以及與交聯(lián)體熱解過程中析出的碳發(fā)生反應(yīng)，一方面可以生成更多的SiO₂納米疇（利用HF腐蝕SiO₂納米疇，從而獲得多孔SiOC陶瓷），提高材料的比表面積，同時又降低材料中的碳含量。目前采取水蒸汽輔助反應(yīng)方法是在電爐上方打一個小孔，然后通過此孔向爐中滴定注水加以實現(xiàn)，該方法存在注水不連續(xù)和量不易控制等缺點，從而影響試樣性能。此外，由于在爐體上打孔，也破壞了爐體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決目前水蒸汽輔助反應(yīng)裝置在使用過程中存在的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、使用方便的水蒸氣輔助反應(yīng)裝置。

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是：一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置，其特征在于：包括進氣管、出氣管、輸氣管一、輸氣管二、輸氣管三、磁力攪拌水浴加熱器、開口玻璃容器、電爐、氣瓶，所述進氣管的一端與氣瓶相連，另一端與輸氣管一和輸氣管二的進氣端相連，所述輸氣管二的出氣端與出氣管的進氣端相連，所述出氣管的出氣端與電爐相連；所述磁力攪拌水浴加熱器內(nèi)設(shè)置有開口玻璃容器，所述開口玻璃容器頂部設(shè)置有進氣口、出氣口、加水口、測溫口，所述輸氣管二的出氣端通過進氣口插入到開口玻璃容器內(nèi)部，所述輸氣管三的進氣端插入至出氣口內(nèi)部，出氣端與出氣管的進氣端相連；所述輸氣管一的進氣端上設(shè)置有進氣開關(guān)一，輸氣管二的進氣端上設(shè)置有進氣開關(guān)二，輸氣管三的出氣端上設(shè)置有出氣開關(guān)一，輸氣管二的出氣端上設(shè)置有出氣開關(guān)二。

所述測溫口內(nèi)設(shè)置有測溫計。

所述加水口內(nèi)設(shè)置有安全塞。

所述開口玻璃容器底部設(shè)置有與磁力攪拌水浴加熱器相配合的磁力攪拌子。

所述進氣管上設(shè)置有流量計。

上述開口玻璃容器內(nèi)盛裝有水，所述輸氣管二的出氣端伸入到水內(nèi)，所述測溫計伸入到水內(nèi)。

所述磁力攪拌水浴加熱器內(nèi)盛裝有水。

本專利涉及一種水蒸汽輔助反應(yīng)裝置，該裝置可根據(jù)實驗工藝要求，連續(xù)的、均勻的向爐中輸入水蒸汽，并且可以實現(xiàn)水蒸汽管路和普通管路隨時切換，同時該裝置具有操作簡單、安全和適用性強等特點，因此具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1是本實用新型在無水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型在水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例1：

如圖1、2所示，一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置，包括塑料進氣管16、塑料出氣管17、塑料輸氣管一2、塑料輸氣管二18、塑料輸氣管三19、磁力攪拌水浴加熱器8、開口玻璃容器7、電爐14、氬氣氣瓶15，所述塑料進氣管16的一端與氬氣氣瓶15閥門相連，另一端與塑料輸氣管一2和塑料輸氣管二18的進氣端相連，所述塑料輸氣管二18的出氣端與塑料出氣管17的進氣端相連，所述塑料出氣管17的出氣端與電爐14進氣口相連；所述磁力攪拌水浴加熱器8內(nèi)設(shè)置有開口玻璃容器7，所述開口玻璃容器7頂部開設(shè)有進氣口3、出氣口6、加水口5、測溫口4，所述塑料輸氣管二18的出氣端通過進氣口3插入到開口玻璃容器7內(nèi)部，所述塑料輸氣管三19的進氣端插入至出氣口6內(nèi)部，出氣端與塑料出氣管17的進氣端相連；所述塑料輸氣管一2的進氣端上設(shè)置有進氣開關(guān)一10，塑料輸氣管二18的進氣端上設(shè)置有進氣開關(guān)二12，塑料輸氣管三19的出氣端上設(shè)置有出氣開關(guān)一11，塑料輸氣管二18的出氣端上設(shè)置有出氣開關(guān)二13。

所述測溫口4內(nèi)插有測溫計，加水口5內(nèi)安裝有安全塞，開口玻璃容器7底部放置有與磁力攪拌水浴加熱器8相配合的磁力攪拌子9。

所述塑料進氣管16上安裝有流量計1。

上述磁力攪拌水浴加熱器8的生產(chǎn)廠家為鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司，型號為DF-101S；開口玻璃容器7的生產(chǎn)廠家為成都化通天下商貿(mào)有限公司，型號為2000ml。

在無水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下，將進氣開關(guān)一10、出氣開關(guān)一11關(guān)閉，將進氣開關(guān)二12、出氣開關(guān)二13打開。

在水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下，將進氣開關(guān)一10、出氣開關(guān)一11打開，將進氣開關(guān)二12、出氣開關(guān)二13關(guān)閉，向開口玻璃容器7和磁力攪拌水浴加熱器8內(nèi)加入水，并保證塑料輸氣管二18的出氣端伸入到水內(nèi)，測溫計浸入到水內(nèi)，然后開啟磁力攪拌水浴加熱器8，并控制輸入氣體流量和開口玻璃容器中水溫。

該水蒸氣輔助反應(yīng)裝置利用氣體溶入到水中形成含水（蒸氣）飽和氣體，然后把含水（蒸氣）飽和氣體通入到電爐或窯爐中，從而實現(xiàn)把水蒸氣帶入到電爐或窯爐中的目的。該裝置有以下特點：

1、通入的水蒸氣量可調(diào)控，可通過3種方式得以實現(xiàn)：

（1）調(diào)控輸入氣體流量，在一定溫度下，飽和氣體中含的水（蒸汽）的量是一定的（如20℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為17.71g），因此，可以通過調(diào)節(jié)通入氣體的量，從而達到調(diào)控輸入到爐中水蒸氣量的目的；

（2）調(diào)控開口玻璃容器中水溫，隨著溫度變化，飽和氣體中含水蒸氣量不同（如20℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為17.71g；40℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為55.02g），因此，在通入氣體量一定條件下，通過調(diào)整開口玻璃容器中水的溫度，從而達到調(diào)控飽和氣體含水蒸汽量的目的；

（3）同時調(diào)控開口玻璃容器中的水溫和通氣流量方法，通過兩者的配合達到調(diào)節(jié)通入到爐中水蒸氣量的目的。

2、該裝置有兩套通氣管路，一條為普通通氣管路，另外一條為產(chǎn)生水蒸氣管路，該裝置可根據(jù)實驗工藝要求進行切換，如需要在某一個溫度區(qū)間（如500-800℃）或某幾個溫度區(qū)間（如500-800℃、1000-1200℃等）進行水助反應(yīng)，而其它溫度區(qū)間為普通反應(yīng)，則可以通過切換進氣開關(guān)一、出氣開關(guān)一、進氣開關(guān)一、出氣開關(guān)二加以實現(xiàn)。

3、該裝置通過水浴加熱、磁力攪拌和智能調(diào)控溫度，可以精確調(diào)控開口玻璃容器中的溫度和保證開口玻璃容器中水溫均勻，從而保證注入水蒸氣量的準(zhǔn)確性。

4、開口玻璃容器上設(shè)計有加水口外加安全塞，根據(jù)情況及時添加水量，保證水蒸氣輔助反應(yīng)的順利進行；此外，在加水口處裝上了安全塞，當(dāng)開口玻璃容器中的壓力超過設(shè)定值時，安全塞會自動彈起，確保開口玻璃容器的安全。

5、裝置設(shè)計簡單、安全、便于操作、應(yīng)用性強，在水蒸氣輔助反應(yīng)實驗領(lǐng)域中具有很好應(yīng)用前景。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型保護范圍并不局限于此，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。