[发明专利]用于研究气固反应动力学的实验系统

说明书

本发明提出了一种用于研究气固反应动力学的实验系统，包括：气固反应单元、蒸汽发生单元、反应气供给单元和产品气体处理单元，气固反应单元包括气固反应器和温度闭环控制装置；蒸汽发生单元的蒸汽发生器与气体进口相连；反应气供给单元包括第一气体钢瓶组、第二气体钢瓶组、电磁阀组、延迟控制器和气体预热器，第一气体钢瓶组和第二气体钢瓶组分别与电磁阀组相连，电磁阀组通过延迟控制器控制反应气的瞬间切换，气体预热器与气体进口相连，产品气体处理单元包括相连的第一焦油捕集器和第二焦油捕集器，第一焦油捕集器与产品气体出口相连。该实验系统具有温度控制精确、加热速度快、反应气控制精确、气态产品易分离等特点。

技术领域

本发明属于化学工程领域，具体而言，本发明涉及用于研究气固反应动力学的实验系统。

背景技术

传统实验室规模的气固反应器实验平台由于其加热速度低、温度控制精确度差、反应气氛条件单一、反应产物不易分离等缺点，不能真实反映工业装置内的反应条件，造成实验结果应用范围窄以及实验条件不具有代表性等。因此，亟待开发出一种适于研究气固反应动力学的实验系统。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于研究气固反应动力学的实验系统。该实验系统具有温度控制精确、加热速度快、反应气控制精确、气态产品易分离等特点。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种用于研究气固反应动力学的实验系统，包括：

气固反应单元，所述气固反应单元包括气固反应器和温度闭环控制装置，所述气固反应器具有壳体，所述壳体内限定出反应腔室，所述壳体具有气体进口和产品气体出口，所述反应腔室内具有适于气固反应的样品台，所述温度闭环控制装置设置在所述壳体外且通过热电偶补偿导线和电极与所述样品台相连，以适于对所述样品台的温度进行监测和调控；

蒸汽发生单元，所述蒸汽发生单元包括依次相连的蒸汽发生器、往复泵和储水槽，所述蒸汽发生器与所述气体进口相连；

反应气供给单元，所述反应气供给单元包括第一气体钢瓶组、第二气体钢瓶组、电磁阀组、延迟控制器和气体预热器，所述第一气体钢瓶组和第二气体钢瓶组分别与所述电磁阀组相连，所述电磁阀组分别与所述延迟控制器和所述气体预热器相连，所述气体预热器与所述气体进口相连，所述电磁阀组和延迟控制器适于对第一气体钢瓶组和第二气体钢瓶组进行瞬间切换，以便切换向所述气固反应器内通入的待反应气体；以及

产品气体处理单元，所述产品气体处理单元包括相连的第一焦油捕集器和第二焦油捕集器，所述第一焦油捕集器与所述产品气体出口相连。

由此，通过采用本发明上述实施例的用于研究气固反应动力学的实验系统具有温度控制精确、加热速度快、反应气控制精确、气态产品易分离等特点。采用该系统可以有效地对固体物料的化学反应动力学、吸附剂的气体吸附作用及固态催化剂的催化反应等进行研究，实验结果可重复性高，代表性强。

另外，根据本发明上述实施例的用于研究气固反应动力学的实验系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述温度闭环控制装置具有电极和温度信号采集热偶线，所述电极和温度信号采集热偶线分别与所述样品台相连。

根据本发明的一些实施例，所述温度闭环控制器具有红外温度探测器，所述红外温度探测器与所述样品台相连。

根据本发明的一些实施例，所述温度闭环控制装置具有中央温度控制器，所述中央温度控制器适于根据所述温度信号采集热偶线或者红外温度探测器监测到的温度调控所述样品台的升温速率，以便实时对操作温度进行控制。

根据本发明的一些实施例，所述样品台具有冷却水夹套。

根据本发明的一些实施例，所述壳体的周壁由石英或者耐压金属形成，且所述壳体的下底面由金属形成。