CN206046005U - 一种实验室用石英材质裂解反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室用石英材质裂解反应装置，该装置包括石英反应器外管及其内同轴心安装的石英反应器，石英反应器的上口设置有石英法兰并通过石英法兰和垫圈设置不锈钢固定结构，不锈钢固定结构上设置有温度传感器连接口以及与该温度传感器连接口相连通的载气或催化气体入口，石英反应器的下口为设置有石英烧结板的变径出口，石英烧结板的上部顺序设置催化剂层、石英砂或瓷环以及固体裂解物，石英反应器外管的一侧设置有连接冷凝器或吸收瓶的石英反应器出口，石英反应器外管的上口设置有石英法兰和垫圈。其优点是：可在高温下使用并具有耐腐蚀性，便于快速升温和快速降温；可在热解固体物质的同时进行催化，利于产物收集和物料衡算并保证无残留；大大缩减了实验周期，使实验数据更加真实可靠。

Description

一种实验室用石英材质裂解反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，更具体地说，本实用新型涉及一种实验室用的石英材质裂解反应装置。

背景技术

在固体物质裂解方面有很多例子。近些年，普遍的裂解方式包括生物质热解、煤热解以及还有垃圾热解，但采用这些方法热解后的产物都比较复杂，会产生很多焦油，只有一部分热解产生CO和H2及其他气体，而焦油的收集和回收又带来很多问题。

本领域技术人员均知，焦油不仅粘度大，而且沸点高，往往会吸附在管道和冷凝器壁上中，清理和回收都很麻烦。

通常在实验室都会使用裂解炉裂解此类难以清理和回收的固体物质，其方法是：首先填装裂解固体物而后生温，使其在升温过程的不同温度下裂解出不同的产物。这种方法虽然一直被沿用，但不能达到快速热解的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是克服上述现有技术的种种弊端，并为此提供一种实验室用石英材质裂解反应装置。

本实用新型的技术方案是：

一种实验室用石英材质裂解反应装置，包括石英反应器外管以及其内部与其同轴心安装的石英反应器，所述石英反应器的上口设置有石英法兰并通过石英法兰和垫圈设置不锈钢固定结构，所述的不锈钢固定结构上设置有温度传感器连接口以及与所述的温度传感器连接口相连通的载气或催化气体入口，所述石英反应器的下口为变径出口，所述变径出口内设置有石英烧结板，所述石英烧结板的上部顺序设置催化剂层、石英砂或瓷环以及固体裂解物，所述石英反应器外管的一侧设置有连接冷凝器或吸收瓶的石英反应器出口，所述石英反应器外管的上口设置有石英法兰和垫圈。

所述石英烧结板的筛密度为20目-60目。

所述石英反应器的长度尺寸为150-400mm，内径尺寸为8-25mm，有效径高比为1:8-1:15，最高使用温度为1200℃。

所述催化剂层的填充量为2-10ml。

所述固体裂解物的填充量5-10ml。

所述的石英法兰可以锥形磨口或宝塔接头代替。

实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

(1)反应器以石英材质制作，可在高温下使用并同时具有耐腐蚀性，加热炉可以上下移动，便于快速升温和快速降温。

(2)热解物料与催化剂设置在同一个反应器内，可在热解固体物质的同时进行催化，以使热解后成为气态的焦油经过催化剂催化变成小分子气体或有机溶剂，不仅其产物容易收集，而且保证无残留，非常利于物料衡算。

(3)很好的解决了固体物质的热解及催化问题，不仅能快速热解，而且能快速降温，从而大大缩减实验周期，使实验数据更加真实、丰富、可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中石英反应器的示意图；

图3是图1中石英反应器外管的示意图。

图中标记：1-加热炉滑道；2-载气或催化气体入口；3-温度传感器连接口；4-石英反应器出口；5-石英烧结板；6-催化剂层；7-石英砂或瓷环；8-固体裂解物；9-垫圈；10-中间反应器；11-石英反应器外管。

具体实施方式

为使本实用新型更容易被清楚理解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作以详细描述。

参照图1、图2、图3，本实用新型的实验室用石英材质裂解反应装置，包括安装在两个加热炉滑道1之间的石英反应器外管11，所述石英反应器外管11的内部与其同轴心安装石英反应器10，所述石英反应器10的上口设置有石英法兰并通过石英法兰和垫圈9连接不锈钢固定结构，所述的不锈钢固定结构上设置有温度传感器连接口3以及与所述的温度传感器连接口3相连通的载气或催化气体入口2，所述石英反应器10的下口为变径出口，所述的变径出口内放置可以卡住该变径出口的石英烧结板5，在所述石英烧结板5的上部顺序填充催化剂层6、石英砂或瓷环7以及固体裂解物8，所述石英反应器外管11的一侧设置有用于连接冷凝器或吸收瓶的石英反应器出口4，所述石英反应器外管11的上口设置有用于与石英反应器10之间密封的石英法兰和用于石英反应器10与固定件之间实现多层密封的垫圈9。

所述石英烧结板5的筛密度为20目-60目，并因此具有很好的气体通过性，它不仅卡在石英反应器10的下口的变径出口处使反应与催化产物通过它排入石英反应器外管11，而且具有支撑其上填充的催化剂层6及固体裂解物8的作用。

所述的石英反应器外管11的作用是通过所述的石英反应器出口4引出排入其内的反应与催化产物。

所述石英反应器10的长度尺寸范围为150-400mm，内径尺寸范围为8-25mm，有效径高比范围为1:8-1:15，最高使用温度为1200℃。

在所述石英反应器10内：催化剂层6的填充量为2-10ml，固体裂解物8的填充量5-10ml。

所述的加热炉滑道1用于使加热炉上下移动，当温度到达预定温度时瞬间上移为所述的石英反应器10加热，当反应结束可则很快下移，使所述的石英反应器10快速降温。

所述石英反应器10上口用于连接不锈钢固定结构的石英法兰也可以是锥形磨口或宝塔接头，但相比之下，使用石英法兰拆卸方便，使用锥形磨口或宝塔接头则可能在不太方便的拆卸过程中造成损坏。

本实用新型的实验室用石英材质裂解反应装置，材质方面的优势使其耐高温和耐腐蚀，其使用的最高温可以达到1200℃。其工作过程是：

(1)在所述石英反应器10内从上至下填装固体裂解物8、石英砂或瓷环7及催化剂层6；

(2)载气或助催化气体由上端的载气或催化气体入口2进入所述的石英反应器10，在高温下依次穿过前述的三层物质，伴随固体裂解物8的热解产物向下移动，同时接触催化剂催化，产物气体排入石英反应器外管11并向石英反应器出口4气态移动；

(3)由所述的石英反应器出口4到气液分离器的冷凝器或吸收瓶之前要注意保温，以减少管壁残留。

本实用新型的设计优点在于：石英部件与不锈钢构件采用螺纹连接，两者接触面之间安装自行设计的垫圈9，同时，设置在所述石英反应器10外部的石英反应器外管11便于拆卸，加热炉又可以相对于所述的石英反应器10上下移动，便于快速升温和快速降温，而热解物料与催化剂还设置在同一个反应器内，在热解固体物质的同时进行催化。前述的种种设置方式，使得本实用新型可以克服现有技术的缺陷，不仅能够很好地解决固体物质的热解及催化问题，而且还可以用于普通催化剂评价和催化剂的高温还原。实验证明，使用本实用新型进行实验室裂解试验，可以大大缩减实验周期并丰富实验数据。

以上参照附图和实施例对本实用新型的技术方案进行了示意性描述，该描述没有限制性。本领域的技术人员应能理解，在实际应用中，本实用新型中的各个技术特征均有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。特别需要指出的是：只要不脱离本实用新型的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实验室用石英材质裂解反应装置，包括石英反应器外管以及其内部与其同轴心安装的石英反应器，其特征在于：所述石英反应器的上口设置有石英法兰并通过石英法兰和垫圈设置不锈钢固定结构，所述的不锈钢固定结构上设置有温度传感器连接口以及与所述的温度传感器连接口相连通的载气或催化气体入口，所述石英反应器的下口为变径出口，所述变径出口内设置有石英烧结板，所述石英烧结板的上部顺序设置催化剂层、石英砂或瓷环以及固体裂解物，所述石英反应器外管的一侧设置有连接冷凝器或吸收瓶的石英反应器出口，所述石英反应器外管的上口设置有石英法兰和垫圈。

2.根据权利要求1所述的实验室用石英材质裂解反应装置，其特征在于：所述石英烧结板的筛密度为20目-60目。

3.根据权利要求1所述的实验室用石英材质裂解反应装置，其特征在于：所述石英反应器的长度尺寸为150-400mm，内径尺寸为8-25mm，有效径高比为1:8-1:15，最高使用温度为1200℃。

4.根据权利要求1所述的实验室用石英材质裂解反应装置，其特征在于：所述催化剂层的填充量为2-10ml。

5.根据权利要求1所述的实验室用石英材质裂解反应装置，其特征在于：所述固体裂解物的填充量5-10ml。