[實用新型]一種用于熱解反應的管式反應組件、裝置及管式加熱爐

有效

• 申請號: 201822070655.2
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN209866059U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 侯嵩;徐建;郭昌勝;李雁;呂佳佩;張艷;黨云博;張遠
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01D53/04
• 代理公司: 11250 北京三聚陽光知識產權代理有限公司
• 代理人: 李靜

本實用新型屬于有機物熱解技術領域，具體涉及一種用于熱解反應的管式反應組件、裝置及管式加熱爐。本實用新型的熱解反應裝置包括用于熱解反應的管式反應組件和加熱組件，所述用于熱解反應的管式反應組件包括沿載氣流動方向順次連通的過渡區、反應區和熱解氣輸送區，其中，反應區包括球形反應腔和與其兩側相通的直管反應區，所述球形反應腔的內徑D與直管反應區的內徑d比為8－20：1；可以增加待熱解物質在反應區的停留時間，并準確控制，增加載氣和待熱解物質混合均勻程度，減少因反應系統的不準確因素對最終有機物熱解路徑解析的影響。

技術領域

本實用新型屬于有機物熱解技術領域，具體涉及一種用于熱解反應的管式反應組件、裝置及管式加熱爐。

背景技術

隨著科技的發展和社會的進步，當前人們生活中的衣食住行，越來越離不開有機化學品，其中絕大多數均屬于有機物。當這些生活用品被廢棄，進入到垃圾中，隨著垃圾的進一步處理，將會對環境帶來潛在的危害。焚燒法是處理生活垃圾的主要方法，含有這些有機物的廢棄物在燃燒過程中，將有可能釋放很多有毒有害物質，從而對環境造成二次污染。很多學者在實驗室條件下建立相應的裝置，去研究這些有機物的高溫降解機理，在這個過程中，溫度、停留時間、氧氣濃度等因素，均會對降解機理產生影響，因此如何精準的控制這些因素，成為了是否能夠準確解析出化學品降解路徑的主要瓶頸。研究污染物的熱解路徑常常需要在純氣相條件下進行，盡量避免表面反應、催化反應等其他因素的干擾，因此需要建立一個嚴謹的熱解裝置，這就要求熱解過程中各項影響因素能夠盡量精確。常見的熱解裝置為管式反應器，實驗時，通過調整加熱爐的溫度，來實現有機物熱解溫度的調節。例如，中國專利CN104267140B公開了一種煙草熱解燃燒反應器、分析系統及方法，所述的煙草熱解燃燒反應器包括石英玻璃管、加熱源、熱電偶和溫控系統。其中，所述石英玻璃管兩端開口，用于盛放煙草樣品，加熱源能夠對石英玻璃管內的煙草樣品進行加熱，熱電偶與石英玻璃管相接觸，并與溫控系統相連，溫控系統能夠控制石英玻璃管內煙草樣品的溫度和溫度的保持時間；此系統為煙草熱解燃燒過程中主要煙氣成分生成的機理研究提供了實驗平臺。但是，該類反應器存在至少以下兩點問題：一方面是加熱爐的溫度恒定區域有限，各廠家生產的各類型號的加熱爐其溫度矯正曲線不一定相同，但無論是一段式的加熱爐還是多段式加熱爐，在加熱到某一溫度并穩定后，其加熱爐兩端和外部環境(室溫25℃)之間，均會存在不同長度的一個溫度過渡區，難以保證有機物在恒定溫度的條件下進行熱解，對解析有機物熱解路徑帶來了干擾。另一方面，常用的熱解反應器多為玻璃、陶瓷或石英制成的直管，能夠直接放入到管式加熱爐中。當有機物隨載氣進入到反應管時，將經過很長的過渡區，而在過渡區的停留時間過長導致在這一區域將發生副反應，從而影響最后對有機物熱解路徑的解析。

實用新型內容

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術中的熱解裝置過渡區比例高，實際熱解反應時間不準確，對有機物熱解路徑解析影響大的缺陷，從而提供一種用于熱解反應的管式反應組件、裝置及管式加熱爐。

為此，本實用新型技術方案如下：

一種用于熱解反應的管式反應組件，包括沿載氣流動方向順次連通的過渡區、反應區和熱解氣輸送區，其中，

所述反應區包括球形反應腔和與其兩側相通的直管反應區，所述球形反應腔的內徑D與直管反應區的內徑d比為8－20：1；

所述過渡區和熱解氣輸送區均為直管結構，且分別與所述球形反應腔兩側的所述直管反應區相連接；

所述反應區與所述過渡區的容積比大于10：1；

所述過渡區靠近載氣輸入的一端連接有樣品放置區，所述熱解氣輸送區遠離載氣輸入的一端連接吸附材料放置區。

進一步地，所述直管反應區的內徑不小于所述過渡區的內徑。

進一步地，所述直管反應區、所述過渡區和所述熱解氣輸送區的內徑一致。