本实用新型涉及气固反应领域，尤其是粉末气固反应领域，具体为一种粉末气固反应装置。本实用新型是一种能提高粉末气固反应均匀性的装置，其能够有效提升粉末气固反应的均匀性，具有较好的效果，值得大规模推广和应用。
背景技术：
气固化学反应是一类非常复杂的物理扩散以及化学反应过程，气相反应物和固体接触发生化学反应，进而生成相应的反应产物。在气固反应过程中，气相反应物与固体的接触程度，对于反应结果具有较大的影响。若气相反应物与固体接触不均匀，则会导致反应得率降低，生产成本增加。
为了解决气相反应物与固体接触不均匀的问题，通常采用增加搅拌装置的方式。如中国专利CN02116287.5公开了一种气固反应釜，该反应釜主要包括以下部件：反应釜主体(12)、固体加料口(3)、尾气排出口(4)、搅拌轴(5)、搅拌桨叶(6)、锥台型固体卸料器(7)、倒锥型气体分布器(8)、螺杆输送机(9)、气封滑阀(10)以及挡板(11)。其中，该装置采用折叶或翼式搅拌系统，在气固反应中搅拌，进而有效改善气体分布及传质条件，使反应物料得到充分利用，提高设备工作效率。
粉末材料气固反应中，气相氛围的均匀性对产品的性能影响非常明显。现有气固反应装置中，在搅拌状态下通气，能获得一定的均匀性。但对于需要一定刻蚀深度的气固反应，动态法（即前述气固反应中采用搅拌装置进行搅拌）存在一定的缺陷。
为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对现有的气固反应装置通常采用搅拌装置提升气相反应物与固体接触的均匀性，而对于需要一定刻蚀深度的气固反应，该装置并非最好的解决方案的问题，提供一种粉末气固反应装置。本实用新型采用立式反应结构，反应器为整个反应提供环境支撑，气源提供相应的气化剂，水平支撑件起到支撑和使气化剂与固体材料均匀反应的目的。采用该结构，能够在静态（粉体）气固反应中，为粉体材料获得相对均匀的气体气固反应环境。本实用新型能够使得气化剂在反应气供应支撑件内分布均匀，提高物料与气化剂接触的均匀性，有效提高装样量和反应物的利用率，满足不同条件下气固反应的需求，具有极强的适应性。本实用新型构思巧妙，设计合理，结构简单，价格便宜，安全可靠，易于操作，能够满足多种条件下气固反应的需求，具有较高的使用价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种粉末气固反应装置，包括反应器、设置在反应器内的反应支撑架、气源、气流分配器，所述反应支撑架包括用于支撑固体材料盛放装置的水平支撑件、竖直连接杆，所述水平支撑件为至少两个，所述竖直连接杆为至少三个，所述水平支撑件通过竖直连接杆连接为一体，所述水平支撑件沿竖直连接杆的竖直方向依次设置；
所述水平支撑件包括至少一个水平固定支撑件、至少一个反应气供应支撑件，所述反应气供应支撑件的下方设置有若干个通气孔，所述反应支撑架的最下端为水平固定支撑件，所述反应支撑架的最上端为反应气供应支撑件；
或所述水平支撑件为若干个与气源连通的反应气供应支撑件，所述反应气供应支撑件沿竖直方向的下方设置有若干个通气孔；
所述气源通过连接管与反应气供应支撑件相连，所述连接管上设置有气流分配器。
所述反应气供应支撑件由若干根管道连接而成，所述管道的下方设置有若干个通气孔。
所述水平支撑件呈矩形或圆形或三角形。
还包括设置在水平支撑件上的盛放装置。
所述盛放装置为耐高温试样盘。
所述水平支撑件为2N、3N、4N、5N个，所述水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向均匀设置，所述N为自然数。
作为优选，所述水平支撑件为2N个，所述水平固定支撑件、反应气供应支撑件分别为N个，所述水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向依次交替设置；
或所述水平支撑件为3N个，所述反应气供应支撑件分别为N个，所述水平固定支撑件为2N个，所述水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向均匀设置。
所述反应器为箱式加热装置。
所述气源为一种气化剂或多种气化剂。
针对前述问题，本实用新型提供一种粉末气固反应装置。该装置包括反应器、设置在反应器内的反应支撑架、气源、气流分配器，反应支撑架包括用于支撑固体材料盛放装置的水平支撑件、竖直连接杆，水平支撑件为至少两个，竖直连接杆为至少三个，水平支撑件通过竖直连接杆连接为一体，水平支撑件沿竖直连接杆的竖直方向依次设置。本实用新型采用前述结构，形成抽屉式反应支撑架，盛放装置能够轻松的置于水平支撑件上。
其中，水平支撑件包括至少一个水平固定支撑件、至少一个反应气供应支撑件，反应气供应支撑件的下方设置有若干个通气孔，反应支撑架的最下端为水平固定支撑件，反应支撑架的最上端为反应气供应支撑件。气源通过连接管与反应气供应支撑件相连，连接管上设置有气流分配器，通过气流分配器实现气化剂的分配。本实用新型中，水平支撑件采用水平固定支撑件、反应气供应支撑件两种组成；水平固定支撑件仅起支撑作用，其上不设置通气孔，不释放气化剂。由于在气固反应中，反应气供应支撑件提供的反应气体能够满足下方的1层或2层支架上固体材料的反应需求，因而采用两种间隔分布的形式。
提供一种替换方式，或水平支撑件为若干个与气源连通的反应气供应支撑件，反应气供应支撑件沿竖直方向的下方设置有若干个通气孔。该结构中，采用反应气供应支撑件作为水平支撑件，通过连接管将气源与反应气供应支撑件连通，通过气流分配器实现气化剂的分配，从而满足相应支架上固体材料的反应需求。该结构通过改变连接管的连接关系，即可满足不同层支架上固体材料的反应需求，具有极强的适应性。
本发明提供的粉末气固反应装置为立式反应结构，反应器为整个反应提供环境支撑，气源提供相应的气化剂。由于本实用新型采用立式反应，使得气化剂在反应气供应支撑件内分布均匀；反应时，物料与气化剂的接触更充分。同时，装样量得到大幅提高，且气化剂在反应器内能全部通过反应料，有效提高了反应物的利用率。另外，通过切换气化剂入口，既可进行单一气化剂的气固反应实验，也可进行多种气化剂与物料的气固反应实验，从而满足不同气固反应的需求，具有极强的适应性。
反应气供应支撑件由若干根管道连接而成，管道的下方设置有若干个通气孔。本发明中，反应气供应支撑件可采用气流分配器（即分气阀）控制多路进气，气化剂经管道下方向下喷的气微孔喷出，每路进气控制1-2层水平支撑件。
水平支撑件能根据需要设置成矩形或圆形或三角形，作为优选，水平支撑件为矩形。
还包括设置在水平支撑件上的盛放装置，盛放装置为耐高温试样盘。粉末固体均匀分布在耐高温试样盘中，试样盘放置于每层水平支撑件上。本实用新型采用耐高温高压的试样盘，可满足高温高压条件下使用的需要，有效扩展气固反应实验的范围。
进一步，水平支撑件为2N、3N、4N、5N个，水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向均匀设置，N为自然数。作为优选，水平支撑件为2N个，水平固定支撑件、反应气供应支撑件分别为N个，水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向依次交替设置；或水平支撑件为3N个，反应气供应支撑件分别为N个，水平固定支撑件为2N个，水平固定支撑件、反应气供应支撑件沿竖直方向均匀设置。采用该方式，每层反应气供应支撑件能够为下方1-2层固体反应材料提供气化剂，满足气固反应的需要。
进一步，反应器为箱式加热装置。采用该方式，能够满足不同温度条件下，气固反应的需要，有效拓展其实验范围。
综上所述，本实用新型的粉末气固反应装置具有结构相对简单、价格便宜、安全、易于操作等优点，且能实现多种气氛切换，满足多种条件下气固反应的需求。本实用新型能够用于多种科研项目和工业反应过程的研究，具有较好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中粉末气固反应装置的结构示意图。
图中标记：1为反应器，2为气源，3为气流分配器，4为竖直连接杆，5为水平固定支撑件，6为反应气供应支撑件。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图所示，该装置包括反应器1、设置在反应器1内的反应支撑架、气源2、气流分配器3，反应支撑架包括用于支撑固体材料盛放装置的水平支撑件、竖直连接杆4，水平支撑件为三个，竖直连接杆4为四根竖直连接管，水平支撑件通过竖直连接杆4连接为一体，水平支撑件沿竖直连接杆4的竖直方向依次设置。本实施例中，气源可单独设置，气源也可与反应器连为一体。
本实施例中，两个水平支撑件采用水平固定支撑件5，一个水平支撑件采用反应气供应支撑件6。本实施例中，水平支撑件呈矩形，反应气供应支撑件6由四根相互连通的管道连接而成，管道的下方均匀设置有若干个通气孔。反应气供应支撑件6、水平固定支撑件5沿竖直方向从上至下依次设置在竖直连接杆4上，反应气供应支撑件6位于反应支撑架的最上端，两个水平固定支撑件5分别设置在反应气供应支撑件6的下方。本次实例中，竖直连接杆4、水平固定支撑件5、反应气供应支撑件6分别采用为管体形式，管体内部可相互连通，反应气供应支撑件6上设置有通气孔，可提供相应的气化剂。
本实施例中，气源2通过连接管与反应气供应支撑件6相连，连接管上设置有气流分配器3。本实施例中，还包括设置在水平支撑件上的盛放装置，盛放装置为耐高温试样盘。
该装置工作时，反应支撑架位于反应器1内，气源2依次经连接管、气流分配器3与反应气供应支撑件6相连；粉末材料置于耐高温试样盘中，耐高温试样盘分别置于水平固定支撑件5上。待进行气固反应时，将反应室加热至设定温度；同时，气源2打开，气源2经连接管向反应气供应支撑件6输送气化剂，气化剂经通气孔向下喷出，喷出的气化剂与耐高温试样盘内的固体粉末进行反应。本实施例中，反应气供应支撑件6能够为下方每层固体反应材料提供气化剂，满足气固反应的需要。在实际中，可根据需要，设定相应的水平支撑件层数，并设置相应的反应气供应支撑件6。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。