一种石英玻璃高温气固反应装置制造方法
【专利摘要】一种石英玻璃高温气固反应装置，属于反应装置【技术领域】。其特征在于包括高温加热器及安装在其炉膛内的石英玻璃反应器皿，所述的石英玻璃反应器皿由气固反应室、气体预热室构成，气固反应室、气体预热室之间设置带孔隔板，气固反应室上端设置固态物料进出管兼排气管，气体预热室下端设置进气管；所述高温加热器的器壁中设置发热体，高温加热器的炉膛前壁设置炉门，高温加热器的炉膛后壁设置小孔，固态物料进出管兼排气管、进气管从该小孔中伸出高温加热器。上述一种石英玻璃高温气固反应装置，可以在1000°C以上高温条件下，安全、高效、无污染地进行气固反应。
【专利说明】一种石英玻璃高温气固反应装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于反应装置【技术领域】，具体为一种石英玻璃高温气固反应装置。
【背景技术】
[0002]气体与固体的反应在非金属材料以及金属材料生产领域是一种常见的生产工艺，相关领域根据各自的原料(气体和固体原料)性质、气固反应的特征等设计出不同的反应装置及其反应方式，相关专利有数十项，在这些专利装置中主要都是针对中低温条件下的气固反应，很少涉及1000° C以上的高温气固反应，而且对反应装置的品质没有要求，即反应装置的材质即使对产品有一定污染也不影响产品的品质。但对于一些高端产品，就必须考虑气固反应装置的材质可能对产品品质的影响，并尽可能地降低反应装置对产品的影响程度，特别是在1000° C以上的高温条件下，各种元素的活性增强，反应装置中的元素就可能通过扩散的方式污染产品，因此对反应产物要求高的气固反应，必须针对性地设计出合适的反应装置。
实用新型内容
[0003]针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于设计提供一种石英玻璃高温气固反应装置的技术方案，可以在1000° C以上高温条件下，安全、高效、无污染地进行气固反应。
[0004]所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于包括高温加热器及安装在其炉膛内的石英玻璃反应器皿，所述的石英玻璃反应器皿由气固反应室、气体预热室构成，气固反应室、气体预热室之间设置带孔隔板，气固反应室上端设置固态物料进出管兼排气管，气体预热室下端设置进气管；所述高温加热器的器壁中设置发热体，高温加热器的炉膛前壁设置炉门，高温加热器的炉膛后壁设置小孔，固态物料进出管兼排气管、进气管从该小孔中伸出高温加热器。
[0005]所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于固态物料进出管兼排气管外端与一段折弯的石英玻璃外接出气管配合连接。
[0006]所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于带孔隔板由隔板上层、隔板下层拼接构成，隔板下层采用较粗的石英玻璃棒拼接构成，隔板上层采用1_3_的细石英玻璃棒紧密拼接，上层玻璃棒垂直于下层玻璃棒。
[0007]所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于石英玻璃反应器皿通过设置3-4个长10-50mm的支架架设在高温加热器的炉膛内，所述的支架采用10-20mm的石英玻璃棒拼接制成。
[0008]所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于所述高温加热器的器壁采用保温材料制成，其上下左右四面器壁中设置一组发热体，所述的发热体采用硅碳棒制成。
[0009]上述一种石英玻璃高温气固反应装置，石英玻璃反应器皿安装在高温加热器的炉膛内，以获得反应所需的高温，可以在1000° C以上高温条件下，安全、高效、无污染地进行气固反应，是一种用于实验研究的、多用途、无污染的高温气固反应装置，反应温度可达1200。 Co【专利附图】
【附图说明】[0010]图1为本实用新型的结构示意图；[0011]图2为固态物料进出管兼排气管与石英玻璃外接出气管连接结构示意图；[0012]图3为带孔隔板的隔板上层结构示意图；[0013]图4为带孔隔板的隔板下层结构示意图；[0014]图中:1-高温加热器、101-炉门、2-发热体、3-炉膛、4-小孔、5-为固态物料进出 管兼排气管、6-为进气管、7-支架、8-气体预热室、9-为带孔隔板、10-气固反应室、11-石 英玻璃外接出气管。【具体实施方式】[0015]以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。[0016]如图所示，该石英玻璃高温气固反应装置，包括高温加热器I及安装在其炉膛3内 的石英玻璃反应器皿。本实用新型首先考虑了气固反应器皿的材质。本实用新型是为高温 (超过1000° C)、无污染的气固反应提供反应器皿，因此，反应器皿的材料必须耐高温、具备 很强的热稳定性，并且具有很好的化学稳定性、不参与高温下的气固反应。本实用新型选择 石英玻璃作为高温气固反应器皿的材质，石英玻璃具有在1200° C的温度下不变形、同时 也不与除氢氟酸(HF)外的化学试剂反应的化学稳定性。[0017]本实用新型其次考虑了反应器皿的结构。所述的石英玻璃反应器皿由气固反应 室10、气体预热室8构成，气固反应室10、气体预热室8之间设置带孔隔板9，在上部的气 固反应室10上端设置固态物料进出管兼排气管5，在下部的气体预热室8下端设置进气管6。该结构可以确保从下部气体预热室8进入反应器皿的气态物料，在进气压力以及热辐 射能量作用下，穿过带孔隔板9向上部的气固反应室10运移，在此过程中气态物料会与固 态物料充分接触、反应，同时固态物料周围的气态物料会不断上移、更新，这有利于提高气 固反应速率以及气固反应的程度，反应后的废气从反应室上端的固态物料进出管兼排气管 5排出，考虑到反应后的废气在排出气固反应器皿时还具有一定的温度，固态物料进出管兼 排气管5外端与一段折弯的石英玻璃外接出气管11配合连接，石英玻璃外接出气管11与 固态物料进出管兼排气管5利用磨砂口连接，以防止反应后的废气泄漏、污染环境，石英玻 璃外接出气管11的另一端与废气冷却设备或废气处理设备连接；位于气体预热室8下端的 进气管6采用折弯结构，使其向上折弯后接近并平行固态物料进出管兼排气管5向外延伸， 一方面便于在高温加热器上与固态物料进出管兼排气管5共用一个开孔，另一方面进气管 6加长有利于对气态物料的预热；气固反应室10与气体预热室8之间的带孔隔板9主要是 阻止其上的固态物料进入气体预热室8、同时又能使其下的气态物料通过进入气固反应室 10，由于在石英玻璃片上人工开孔的孔径不可能很小，孔径一般不会小于0.5_，这样的隔 板是不能阻止细颗粒物料通过的，为了获得孔径理想的隔板，本实用新型的带孔隔板9由 隔板上层901、隔板下层902拼接构成，隔板下层902采用较粗的石英玻璃棒拼接构成，隔板 上层901采用l-3mm的细石英玻璃棒紧密拼接，上层玻璃棒垂直于下层玻璃棒，这样就能起到理想的隔板效果:将固态物料阻挡在带孔隔板9上面、而使气态物料顺利地穿过带孔隔板9进入气固反应室10。石英玻璃反应器皿通过设置3-4个长10-50mm的支架7架设在高温加热器I的炉膛3内，所述的支架7采用10-20mm的石英玻璃棒拼接制成,支架7用于支撑、架高石英玻璃反应器皿。
[0018]为了获得反应所需高温(=1200° C)，本实用新型设计了一个高温加热器1，所述高温加热器I的器壁中设置发热体2，高温加热器I的炉膛3前壁设置炉门101，高温加热器I的炉膛3后壁设置小孔4，固态物料进出管兼排气管5、进气管6从该小孔4中伸出高温加热器I。该高温加热器I选择硅碳棒作为发热体2，将发热体2设置于炉膛3的上下左右四面，并在发热体2外侧以及炉膛3前后设置保温材料，以使炉膛3成为稳定、均匀的高温区域；同时在炉膛3前壁设置炉门101，以使石英玻璃气固反应器皿顺利进出炉膛3 ;在炉膛3后壁设置一个小孔4，使置于炉膛3内的石英玻璃反应器皿的固态物料进出管兼排气管5和进气管6经该小孔4伸出高温加热器I，便于连接外接进气管和石英玻璃外接出气管11，以使反应所需气态物料能顺利进出气固反应器皿。
[0019]进行高温气固反应时，首先将固态物料通过石英玻璃反应器皿上的固态物料进出管兼排气管5，加入到反应器皿的气固反应室10 ;然后打开高温加热器I的炉门101，将反应器皿放置到炉膛3内，并使反应器皿的固态物料进出管兼排气管5和进气管6通过炉膛3后壁上的小孔4伸出高温加热器1，关闭炉门101 ;最后将石英玻璃外接出气管11与固态物料进出管兼排气管5连接，并将反应用气态物料引入反应器皿的进气管6，将石英玻璃外接出气管11与废气处理装置连接，设置反应温度，就可以进行高温气固反应；反应结束后，经冷却，并将石英玻璃外接出气管11以及引入气态物料的装置从反应器皿上分开，打开炉门101，取出反应器皿，将气固反应产物从固态物料进出管兼排气管5中倾倒出来，从而完成高温气固反应流程。
[0020]在不进行气固反应实验时，利用保温材料将高温加热器I的炉膛3后壁上的小孔4堵塞，高温加热器I就可作高温电炉使用。本实用新型是一种用于实验研究的、多用途、无污染的高温气固反应装置，反应温度可达1200° C。
【权利要求】
1.一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于包括高温加热器(I)及安装在其炉膛(3)内的石英玻璃反应器皿，所述的石英玻璃反应器皿由气固反应室(10)、气体预热室(8) 构成，气固反应室(10)、气体预热室(8)之间设置带孔隔板(9)，气固反应室(10)上端设置 固态物料进出管兼排气管(5)，气体预热室(8)下端设置进气管(6);所述高温加热器(I)的 器壁中设置发热体(2)，高温加热器(I)的炉膛(3)前壁设置炉门(101)，高温加热器(I)的 炉膛(3)后壁设置小孔(4)，固态物料进出管兼排气管(5)、进气管(6)从该小孔(4)中伸出 高温加热器(I)。
2.如权利要求1所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于固态物料进出管 兼排气管(5)外端与一段折弯的石英玻璃外接出气管(11)配合连接。
3.如权利要求1所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于带孔隔板(9)由 隔板上层(901 )、隔板下层(902)拼接构成，隔板下层(902)采用较粗的石英玻璃棒拼接构 成，隔板上层(901)采用l-3mm的细石英玻璃棒紧密拼接，上层玻璃棒垂直于下层玻璃棒。
4.如权利要求1所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于石英玻璃反应器 皿通过设置3-4个长10-50mm的支架(7 )架设在高温加热器(I)的炉膛(3 )内，所述的支架(7)采用10-20mm的石英玻璃棒拼接制成。
5.如权利要求1所述的一种石英玻璃高温气固反应装置，其特征在于所述高温加热器 (O的器壁采用保温材料制成，其上下左右四面器壁中设置一组发热体(2)，所述的发热体(2)采用娃碳棒制成。
【文档编号】B01J8/02GK203379865SQ201320414882
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】谢建勇, 陈小明 申请人:浙江永强石英科技发展股份有限公司