CN202113858U - 一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，第一沙浴箱体和第二沙浴箱体，在上述箱体内分别插入有第一热电偶，与热电偶形成一个整体结构，在第二沙浴箱体内还插入有反应管，所述第一热电偶另一端连接到数显温度调节仪，所述反应管顶端通过第二热电偶连接到温度数显仪，数显温度调节仪通过连接的第一电源线引出，温度数显仪通过连接的第二电源线引出。钢材反应管能够耐受高温、高压和强酸，满足高实验要求；根据实验需要，沙浴箱可预设加热温度，使得升温迅速，节省加热时间；钢材反应管带有与热电偶自密封的装置，结构简单，容易更换；反应结束后，钢材反应管可迅速冷却，使反应立刻停止，从而反应管可以反复参与试验，节约实验时间。

Description

一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器

技术领域

本实用新型属于一种实验室间歇式反应设备，更具体地说，涉及一种耐高温、高压、强酸的沙浴加热式全混流微型反应器。

背景技术

目前，国内外燃料乙醇水解领域用到的反应器主要是间歇式反应釜、平推流式反应器、渗滤式反应器、收缩床反应器。其中，间歇式反应釜是实验室最常用到的基础研究反应器，反应时同时将水解液和原料加入其中，调整好反应条件，反应完成后将产物一起取出。但其存在几个方面的不足：1、设计结构复杂，操作繁琐；2、升温时间长，对实验影响较大；3、中途人工加入其它物质，因人为操作，造成添加时间及添加量的差别，引起实验误差；4、降温缓慢，实验效率低下。

总之，由于目前常用的间歇式反应釜结构复杂、不易操作、升降温慢等缺点，严重影响了实验室生产、研究的进度。因此，设计一种在满足高温高压耐酸的实验要求，同时结构简单、易于操作、升降温迅速、效率较高的微型反应器十分必要。

在微型反应器的加热方面，本实用新型设计一种新颖的电沙浴装置。电沙浴是现在化学、化工、生化实验室常用的电加热仪器，但现有的电沙浴直接应用于本微型反应器，有如下缺点：1、多为长方形，各点加热不均匀；2、不能方便测量沙浴箱的任一位置温度；3、温度调节麻烦。因此发明一种能够满足本微型反应器实验需要，加热均匀；可以测量沙浴箱任一位置的温度；能够方便调节沙浴箱温度的电沙浴装置十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了弥补现有生物质水解间歇反应釜的不足，在满足能承受高温、高压、强酸要求的同时，简化了结构，使工作人员的操作更加简便；不仅可以快速升温，而且还能准确地控制反应温度，使实验结果更加可靠；微型反应器在到达反应时间后可迅速冷却，不仅可以立刻停止反应，使反应时间控制更加精确，而且可以迅速进入下一实验循环，提高了工作人员的实验效率。

为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，包括第一沙浴箱体和第二沙浴箱体，在上述箱体内分别插入有第一热电偶，与热电偶形成一个整体结构，以保证整个反应器的密封，在第二沙浴箱体内还插入有反应管，所述第一热电偶另一端连接到数显温度调节仪，所述反应管顶端通过第二热电偶连接到温度数显仪，可以随时显示反应器内部的温度，数显温度调节仪通过连接的第一电源线引出，温度数显仪通过连接的第二电源线引出。

所述第一沙浴箱体和第二沙浴箱体内分别包括保温层，在第一沙浴箱体和第二沙浴箱体的底部设有隔板以及电加热带。

数显温度调节仪上分别设有第一温度显示装置和温度调节装置；温度数显仪上设有第二温度显示装置。

反应管包括设置在第二沙浴箱体内的反应管体，反应管体顶端设有卡套，卡套上设有密封头，反应管体的底端设有尖头。

本实用新型中，反应管体为一端套带螺纹的卡套(A端)，另一端为长尖头(B端)。A端用来密封，反应前在卡套内置入垫片，拧上嵌热电偶的带螺纹密封头。B端方便插入沙浴中。温度数显仪上有温度显示装置。温度显示装置可以是液晶显示，也可以是指针显示。温度数显仪通过导线连接置于反应管内的热电偶；温度显示装置上显示的温度即为该时刻的管内温度。

数显温控沙浴箱2套：由箱体、保温层、隔板、电热丝、沙箱组成，其特征在于：其形状为圆柱体，在圆柱体的桶壁上接有电加热带，可以保证沙浴受到均匀的加热；在沙浴中插有热电偶，热电偶可以放在沙浴箱的任一位置；热电偶与数显温度控制仪和桶壁上的电加热带相连。

本实用新型中，箱体由桶内壁、保温层和外壁组成。保温层设置于外壁和隔板的中间，以减少热量损失，一般为石棉材料。电加热带的上下各有一块隔板，以使电加热带和沙箱、沙浴隔开。沙箱里装满细沙，可为石英砂，被加热的管式反应器插入其中。数显温度调节仪上有温度显示装置和温度调节装置。温度显示装置可以是液晶显示，也可以是指针显示。数显温度调节仪还通过导线连接活动温度探头，探头可放置于沙箱任一位置；温度显示装置上显示的温度即为该位置的温度。温度调节装置可以使旋钮式，也可以是按键式。调节该装置，可以根据实验需要，预设沙箱温度；也可以根据沙箱温度的高低和实验需要的温度情况进行调节。

本实用新型使用时，预先打开数显温度调节仪，将第一沙浴箱体设置为反应温度，第二沙浴箱体设置温度高于反应温度。将可活动的温度探头插入两个箱体的沙中，即可在显示屏上随时观察沙子内的温度变化情况；在温度达到预设标准时，自动停止加热。打开温度数显仪，将待反应物置于钢材反应管中，在卡套内置入垫片，拧紧密封头，置于第二沙浴箱体的沙子中，快速升温至反应温度，将反应管快速转移至第一沙浴箱体中，反应将在预设反应温度进行。温度数显仪上随时显示管内的温度变化，可以通过调节管在箱体中的位置来调节温度。

本实用新型具有以下优点：

1、反应管为钢材结构，能够耐受高温、高压和强酸，满足高实验要求；

2、根据实验需要，沙浴箱可预设加热温度，使得升温迅速，节省加热时间；

3、钢材反应管带有与热电偶自密封的装置，结构简单，容易更换；

4、反应结束后，钢材反应管可迅速冷却，使反应立刻停止，从而反应管可以反复参与试验，节约实验时间。

本实用新型的优点为现代化学、生物化学实验提供了一种方便的耐高温高压强酸简易反应器，能够满足当前科学研究对设备精益求精，操作简便的要求。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的管式反应器结构示意图；

附图标记说明：1、箱体；2、保温层；3、电加热带；4、隔板；5、沙浴箱；6、第一热电偶；7、数显温度调节仪；8、第一温度显示装置；9、温度调节装置；10、第一电源线；11、反应管；12、第二热电偶；13、温度数显仪；14、第二温度显示装置；15、第二电源线；164-反应管体，162-卡套，163-密封头，161-尖头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参与图1所示，一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，包括第一沙浴箱体1和第二沙浴箱体5，在上述箱体内分别插入有第一热电偶6，在第二沙浴箱体5内还插入有反应管11，第一热电偶6另一端连接到数显温度调节仪7，反应管11顶端通过第二热电偶12连接到温度数显仪13，数显温度调节仪7通过连接的第一电源线10引出，温度数显仪13通过连接的第二电源线15引出；

第一沙浴箱体1和第二沙浴箱体5内分别包括保温层2，在第一沙浴箱体1和第二沙浴箱体5的底部设有隔板4以及电加热带3。

数显温度调节仪7上分别设有第一温度显示装置8和温度调节装置9；温度数显仪13上设有第二温度显示装置14。

反应管11包括设置在第二沙浴箱体5内的反应管体164，反应管体164顶端设有卡套162，卡套162上设有密封头163，反应管体164的底端设有尖头161。

管式反应管六个，为316L不锈钢管，直径1.27cm，长15cm，容积约20mL，带卡套、旋转密封头，且密封头嵌有热电偶探针。热电偶导线和温度数显仪相连。数显仪有六块小显示屏，分别显示六根反应管的温度。

沙浴箱两个，均为圆柱形，直径30-40cm，高＞15cm。用不锈钢板包一个圈，此为内壁，外面包一层石棉保温层，并取薄钢板作为桶外壁。在箱体底部设上下两层薄钢板作为隔板，中间置有电热丝。隔板上面装满石英砂。电热丝和外部的数显温度调节仪相连。调节仪上连接有两根热电偶，探针分别插入2个沙箱里。

首先在将第一沙浴箱的温度设置为反应温度，第二沙浴箱的温度设置为反应温度+150℃；将六支承装了酸液和原料的反应管拧紧密封头，置于第二沙浴箱中，约1-2分钟迅速升温，具体温度通过数显温度调节仪的数显框可见；将六支反应管转移到第一沙浴箱中，稳定在反应温度开始试验计时；按照设定的取样时间分别取出反应管，迅速浸于冰浴中冷却；取出反应液与固体残渣检验；反应管清洗后可进入下一实验循环。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，其特征在于：包括第一沙浴箱体(1)和第二沙浴箱体(5)，在上述箱体内分别插入有第一热电偶(6)，在第二沙浴箱体(5)内还插入有反应管(11)，所述第一热电偶(6)另一端连接到数显温度调节仪(7)，所述反应管(11)顶端通过第二热电偶(12)连接到温度数显仪(13)，数显温度调节仪(7)通过连接的第一电源线(10)引出，温度数显仪(13)通过连接的第二电源线(15)引出。

2.如权利要求1所述的生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，其特征在于：所述第一沙浴箱体(1)和第二沙浴箱体(5)内分别包括保温层(2)，在第一沙浴箱体(1)和第二沙浴箱体(5)的底部设有隔板(4)以及电加热带(3)。

3.如权利要求1所述的生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，其特征在于：数显温度调节仪(7)上分别设有第一温度显示装置(8)和温度调节装置(9)；温度数显仪(13)上设有第二温度显示装置(14)。

4.如权利要求1所述的生物质水解糖化用沙浴加热式的全混流微型反应器，其特征在于：反应管(11)包括设置在第二沙浴箱体(5)内的反应管体(164)，反应管体(164)顶端设有卡套(162)，卡套(162)上设有密封头(163)，反应管体(164)的底端设有尖头(161)。

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