实验室用微波热解反应器的制作方法

本实用新型涉及教学试验仪器设备技术领域，特别是涉及一种实验室用微波热解反应器。

背景技术：

热解反应是物质受热发生分解的反应过程，通常采用的加热方式为间壁传热方式或由载热体直接供热，热量从物料表面传入内部，气相产物则从内向外扩散，与其传热传质方向相反，易引起产物的二次裂解，而且加热速率小，均匀性差。为解决上述问题，提出了流化床、等离子体等快速热解方法，但其根本的传热传质方式并没有改变。微波加热是电磁场中由介质损耗引起的体积加热，在电磁场作用下，分子运动由原来杂乱无章的状态变成有序的高频振动，分子动能转变成热能，达到均匀加热的目的。微波热解具有独特的传热传质规律和更好的加热均匀性，而且温度调控、热解过程及预期最终产物的控制变得容易，节省大量时间和能源，并且设备热惯性小，是替代常规热解的很好选择。

设计合理的热解反应器是更好的进行微波热解研究的首要问题。实验室规模的微波热解反应器要求：(1)反应器本身不吸收微波，以免影响加热效果；(2)处理量不能太小，以免微波炉释放的微波在炉膛内滞留；(3)载气分布均匀，确保热解气能被载体及时带走；(4)热解气体能够迅速离开反应器；(5)方便测量温度。

目前，在微波热解实验研究中使用的热解反应器通常有2种：(1)试管形反应器；(2)三口烧瓶形反应器。这两种类型反应器的进气口均在原料上方，对原料来说，载气分布不均匀，不利于热解气的排出，没有迅速排出的热解气附着在反应器器壁上很容易发生二次热解反应。

技术实现要素：

为克服现有技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种实验室用微波热解反应器，其进气口、出气口一字分布在进料口(原料)的两侧，石英筛板使得载气分布均匀，尾气容易排出，温度方便测量，具备实验室微波热解反应器全部要求，满足实验室微波热解反应的需要。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

实验室用微波热解反应器，包括反应器主体、进料口、进气口、出气口、固定连接杆和载气分布器，均为石英玻璃材质，其特征在于，所述反应器主体为平底、锥顶圆柱形空心结构，顶部中心位置设有进料口，顶部进料口的侧面垂直设有出气口，底部靠下位置设有载气分布器；所述进气口设置在反应器主体的侧面，连接位置在反应器主体底部与载气分布器之间；所述进气口、出气口一字分布在进料口的两侧，之间通过固定连接杆连接在一起。

所述载气分布器为筛板结构，其厚度10mm-15mm，一侧筛孔为50-100目，另一侧筛孔为150-200目，在反应器主体内按粗筛在下、细筛在上设置。

所述进料口同时也是放置测温热电偶的位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：其进气口、出气口一字分布在进料口(原料)的两侧，石英筛板使得载气分布均匀，尾气容易排出，温度方便测量，具备实验室微波热解反应器全部要求，满足实验室微波热解反应的需要。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的实施例结构示意图。

图中：1-进料口 2-进气口 3-出气口 4-固定连接杆 5-载气分布器 6-反应器主体 a-微波炉 b-K型热电偶 c-气体冷凝回收装置 d-不可凝气体出口

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1，本实用新型涉及一种实验室用微波热解反应器，包括反应器主体6、进料口1、进气口2、出气口3、固定连接杆4和载气分布器5，均为石英玻璃材质，所述反应器主体6为平底、锥顶圆柱形空心结构，顶部中心位置设有进料口1，顶部进料口1的侧面垂直设有出气口3，方便气体排出，底部靠下位置设有载气分布器5；所述进气口2设置在反应器主体6的侧面，连接位置在反应器主体6底部与载气分布器5之间；所述进气口2、出气口3一字平行分布在进料口1(原料)的两侧，之间通过固定连接杆4连接在一起，起到加强固定作用。

所述载气分布器5为筛板结构，其厚度10mm-15mm，一侧筛孔为50-100目，另一侧筛孔为150-200目，在反应器主体6内按粗筛在下、细筛在上设置，确保载气首先通过粗筛而后通过细筛，以便载气分布更为均匀。

所述进料口1同时也是放置测温热电偶的位置，一口双用。

【实施例】以微波热解大豆秸秆试验为例

一种微波热解反应器，其结构如图1所示，包括反应器主体6、进料口1、进气口2、出气口3、固定连接杆4和载气分布器5，均为石英玻璃材质。进气口2内径为10mm，进料口1内径为15mm，出气口3内径为10mm，反应器主体6的腔体内径为65mm。

见图2，将该实用新型装置与微波炉a、气体冷凝回收装置c按图2所示连接，在进料口1安装好K型热电偶b，即组建好一套实验室微波热解反应器装置。以微波热解大豆秸秆试验为例，其实验步骤如下：

1.取干燥后的大豆秸秆与干燥后的活性炭(微波吸收剂)按8:2比例混合均匀通过进料口1加到反应器主体6中；

2.将该实用新型反应器放入微波炉a中；

3.反应前向微波炉a中的反应器进气口2以300ml/min的速率通N2 10min，以排除整套装置内的空气，实验过程中要保证持续通入N2；

4.微波炉a通电进行微波热解反应，通过K型热电偶b可监控反应器主体6内的实验温度。热解反应气体通过出气口3排入气体冷凝回收装置c进行冷凝回收，其中热解反应的不可凝气体产物从不可凝气体出口d排出用集气袋收集，热解反应的可凝气体产物用冰水浴中装有溶剂的锥形瓶收集，热解反应的固体产物留在反应器主体1内，即可实现气、液、固产物分离；

5.对分离后的气、液、固产物可根据需要分别进行检验分析。