[發明專利]微波高溫化學反應系統

無效

• 申請號: 201210570869.0
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103028359A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李解;李保衛;馬勝梅;韓繼鋮;韓騰飛
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本發明涉及一種微波高溫化學反應系統，用于酸堿化學反應的微波加熱，屬于儀器儀表領域。

背景資料

微波加熱作為一種非常規加熱方式，由于是“體加熱”，具有加熱速度快，加熱均勻，加熱效率高、選擇性加熱、能夠即時控制等優點，廣泛應用于食品干燥、納米材料制備、碳熱還原以及化學浸出等各個領域。

在微波輔助加熱的條件下，被加熱的物質之間發生物理化學變化。在頻率為數十億Hz的交變磁場的作用下，極性分子發生快速轉動，以介電損耗的方式迅速將電能轉化為熱能，溫度升高的同時，使微波化學反應在反應時間、反應順序、產物組成等方面異于普通加熱下的化學反應。微波與物質之間的相互作用也成為近年來研究的重點。微波場中，隨著溫度的升高，物質的電磁參數發生變化，也反過來促進微波與物質之間相互作用。目前，微波加熱的作用機理研究集中在溫度場與電磁場耦合的數值模擬上，微波化學反應的實驗研究一直不能夠深入開展，很大程度上受制于微波設備的研發滯后，尤其是涉及酸堿反應的微波加熱設備，其加熱采用低溫加熱，很難滿足研究需要。因此，必須組建新的適合強酸強堿反應的微波高溫化學反應系統，弄清其反應機理，使微波化學應用領域進一步拓寬，逐步走向工業化應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種微波高溫化學反應系統，用于酸堿化學反應高溫加熱，并通過可編程控制器（PLC）控制化學反應的時間、溫度、質量變化。

技術解決方案：

本發明微波高溫化學反應系統，包括微波爐，其特征在于，微波爐殼體由外、中、內三層組成，微波爐腔體內設有長頸寬口瓶，長頸寬口瓶置于支撐臺上；微波爐殼體頂板開有一個孔，長頸寬口瓶的瓶頸由內部伸出微波爐頂板，瓶頸口安裝密封橡膠塞，橡膠塞上開三個孔，分別插有入氣管、熱電偶和出氣管，其中熱電偶一端插入長頸寬口瓶中的物料內，另一端穿過橡膠塞與可編程控制器（PLC）相連，入氣管一端與氣體發生裝置相連，另一端也插入長頸寬口瓶中物料內，而出氣管一端置于長頸寬口瓶內的物料上方，另一端連接氣體回收裝置；支撐臺通過微波爐底板上的孔放置于微波爐下方的電子天平上，電子天平與可編程控制器（PLC）相連，?PLC又與計算機相連，微波爐與電源連接，所述的微波爐頂、底部開孔處分別設有防止微波泄漏的微波抑制屏蔽管，氣體發生裝置、入氣管、長頸寬口瓶、出氣管、氣體回收裝置形成全封閉系統。所述入氣管、出氣管采用陶瓷管或石英管或橡膠管。

所述入氣管吹入的氣體為Ar、N₂、SO₂、CO、CO?₂、Cl₂、NH₃、HCL、O₂、H₂中的一種或多種。

所述微波爐殼體由外、中、內三層組成，外層采用含Cr不銹鋼材質，中層是保溫層，緊貼在外層內壁上，且采用耐高溫的鋁質、鎂質和硅酸鹽質保溫材料或絕熱材料制成，內層是耐高溫、耐腐蝕層，緊貼著保溫層內壁，采用云母或氧化鋁陶瓷材料為基板，并將耐高溫、耐酸堿腐蝕涂層直接涂于基板上，涂層厚度為0.5~1mm。

所述熱電偶采用帶耐腐蝕套和屏蔽套的熱電偶或不同溫度段的紅外傳感器。

所述支撐臺由輕質莫來石磚打磨而成。

所述的電子天平最小稱量單位為0.01g。

所述熱電偶和紅外傳感器、電子天平均與可編程控制器（PLC）相連，PLC與電腦相連，其所測時間、質量、溫度變化數據輸入到電腦中。

所述的電子天平與微波爐之間設有屏蔽板和減震橡膠墊以避免電子天平的稱量受到微波的干擾，而且高溫化學反應系統整體位于防震橡膠墊上。

本發明在微波爐頂、底部開孔處設有防止微波泄漏的微波抑制屏蔽管，單位泄漏測試符合國家安全標準。除防腐蝕、保溫外，整個反應系統全部密封，并且出氣管連接氣體回收裝置，以保證整個反應系統有良好的反應效果，同時使反應產物達到安全排放標準。當容器內的樣品被微波加熱時，可編程控制器（PLC）可實現功率可調、溫度設定及保溫功能，且與計算機相連，自動采集時間、溫度和質量變化數據，并顯示在電腦屏幕上。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

實施例1