一种串联微反应器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于精密加工技术领域，涉及一种串联微反应器系统。
【背景技术】
[0002]在各种环境、军事和经济因素影响下，生物燃料和能增值的化学物质已经成为了全球关注的热点。对经济、可行的生物燃料已经进行了大量的研宄工作。生物燃料指由生物体组成或转化的固体、液体或气体燃料。它是可再生能源开发利用的重要方向，具有良好的可贮藏性和可运输性，可提供可替代石油的液体燃料。狭义的生物燃料仅指液体生物燃料，主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质。它包括植物、动物和微生物。不同于石油、煤炭、核能等传统燃料，这新兴的燃料是可再生燃料。
[0003]现在大部分研宄则主要集中在两类生物质原料:木质纤维素和微藻类。两者特点都是相对低成本。木质纤维素的生物质和微藻类通过“快速热解”转化为生物油，然后用一种催化剂进行处理。这两步过程通常被称为“催化热解”。其将油转化小分子和单环的“绿色芳香化合物”，同时去除油中杂原子。这些增值的化学物质可以被处理成类似于聚合物的复杂分子。热解是有机物质在高温、真空环境下的一种热化学降解。木质纤维素的和藻类生物质的吡唑特包括的化合物含有氮(如吡咯类、吲哚类等)和氧。催化热解通常运用以下两种方法之一:一是催化剂和生物质混合，然后混合物原位热解；另一种是通过与催化剂接触，然后连续热解则称为非原位热解。非原位热解有效避免复合降解相关产品受催化剂的影响。若对一系列的催化剂或影响产品在催化床形成的某个参数(如温度)的评价，此通常是首选方法。
[0004]然而催化剂本身是复杂的，在确定的化学和物理环境下，催化剂不仅会受到装填量、反应温度、表面湿度及其他许多因素的影响。催化剂评估是一个冗长的过程，通常需要复杂的催化微反应器。构建和维护工厂规模级的微反应器比较昂贵，评估单一催化剂也比较耗时。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种串联微反应器系统，可以对一种催化剂或一系列的催化剂进行快速筛选和评估。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种串联微反应器系统，包括微反应器a，微反应器a —端与微泵连接，微反应器a另一端与微反应器b连接，微反应器a内设置有控制器a，微反应器b内设置有控制器b，微反应器b下端设置有注射口，注射口依次与分离孔、气相色谱仪和质谱分析模块连接，质谱分析模块包括单四极杆质谱。
[0007]本实用新型的特点还在于:
[0008]分离孔和气相色谱仪之间设置有低温捕获器。
[0009]微反应器b内设置有充满催化剂的反应管，反应管内设置有催化剂床。
[0010]催化剂床两端分别通过石英羊毛与卷绕弹簧连接，催化剂床和卷绕弹簧两侧设置有不锈钢管。
[0011]微反应器b和不锈钢管通过氟橡胶O型进行密封。
[0012]催化剂床的长度为38mm-42mm。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型一种串联微反应器系统，可在不同的氛围和不同的温度中，对催化剂的性能进行判定；使用GC/MS对系列化合物的构成进行识别，可以提供给工程师样品构成的明确信息；催化剂对气态样品的影响可以被实时测量；可较为容易地改变反应管和快速地执行有关几种不同催化剂的一系列测试；另外，该装置结构简单，成本低，易于推广。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型一种串联微反应器系统的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型一种串联微反应器系统中反应管的截面图。
[0016]图中，1.微泵，2.微反应器a，3.控制器a，4.微反应器b，5.控制器b，6.注射口，7.分离孔，8.气相色谱仪，9.质谱分析模块，10.输送管线，11.低温捕获器，12.反应管，13.催化剂床，14.石英羊毛，15.卷绕弹簧，16.不锈钢管，17.氟橡胶O型。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]本实用新型一种串联微反应器系统，如图1及图2所示，包括微反应器a2，微反应器a2 —端与微泵I连接，微反应器a2另一端与微反应器b4连接，微反应器a2内设置有控制器a3，微反应器b4内设置有控制器b5，微反应器b4下端设置有注射口 6，注射口 6依次与分离孔7、气相色谱仪8和质谱分析模块9连接，质谱分析模块9包括单四极杆质谱；
[0019]微反应器a2和微反应器b4之间通过氟橡胶O形环进行密封，分离孔7和气相色谱仪8之间设置有低温捕获器11，微反应器b4内设置有充满催化剂的反应管12，反应管12内设置有催化剂床13，催化剂床13两端分别通过石英羊毛14与卷绕弹簧15连接，催化剂床13和卷绕弹簧15两侧设置有不锈钢管16，微反应器b4和不锈钢管16通过氟橡胶O型17进行密封，催化剂床13的长度为38mm-42mm。
[0020]使用时，样品通过微泵I进入微反应器a2中，从微反应器a2流出的气相样品进入充满催化剂的反应管12内，流经催化剂床13后，气化物部分流入气相色谱仪8中，其余通过分离孔7流出，样品各成分在气相色谱仪8内被分开；在监控模式下，采用一个小直径较短、可释放的输送管线10取代气相色谱仪8，化学过程可以实时监控。面对不同的催化剂温度或不同的反应气体，一个特定化合物的浓度在反应过程中将会被实时监控。那么，催化剂的温度便可以逐步或以线性方式增加，可实现对系列化合物的构成进行识别，可以对一种催化剂或一系列的催化剂快速筛选和评估。
[0021]一种串联微反应器系统，可在不同的氛围和不同的温度中，对催化剂的性能进行判定；使用GC/MS对系列化合物的构成进行识别，可以提供给工程师样品构成的明确信息；催化剂对气态样品的影响可以被实时测量；可较为容易地改变反应管和快速地执行有关几种不同催化剂的一系列测试；另外，该装置结构简单，成本低，易于推广。
【主权项】
1.一种串联微反应器系统，其特征在于，包括微反应器a(2)，所述微反应器a(2) —端与微泵(I)连接，微反应器a(2)另一端与微反应器b(4)连接，所述微反应器a(2)内设置有控制器a (3)，所述微反应器b (4)内设置有控制器b (5)，所述微反应器b (4)下端设置有注射口 ￠)，所述注射口(6)依次与分离孔(7)、气相色谱仪(8)和质谱分析模块(9)连接，所述质谱分析模块(9)包括单四极杆质谱。2.根据权利要求1所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述微反应器a(2)和微反应器b (4)之间通过氟橡胶O形环进行密封。3.根据权利要求1所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述分离孔(7)和气相色谱仪(8)之间设置有低温捕获器(11)。4.根据权利要求1所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述微反应器b(4)内设置有充满催化剂的反应管(12)，所述反应管(12)内设置有催化剂床(13)。5.根据权利要求4所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述催化剂床(13)两端分别通过石英羊毛(14)与卷绕弹簧(15)连接，所述催化剂床(13)和卷绕弹簧(15)两侧设置有不锈钢管(16)。6.根据权利要求4所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述微反应器b(4)和不锈钢管(16)通过氟橡胶O型(17)进行密封。7.根据权利要求4所述的一种串联微反应器系统，其特征在于，所述催化剂床(13)的长度为 38mm-42mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种串联微反应器系统，包括微反应器a，微反应器a一端与微泵连接，微反应器a另一端与微反应器b连接，微反应器a内设置有控制器a，微反应器b内设置有控制器b，微反应器b下端设置有注射口，注射口依次与分离孔、气相色谱仪和质谱分析模块连接，质谱分析模块包括单四极杆质谱。一种串联微反应器系统，可在不同的氛围和不同的温度中，对催化剂的性能进行判定；使用GC/MS对系列化合物的构成进行识别，可以提供给工程师样品构成的明确信息；催化剂对气态样品的影响可以被实时测量；可较为容易地改变反应管和快速地执行有关几种不同催化剂的一系列测试；另外，该装置结构简单，成本低，易于推广。
【IPC分类】G01N31/10, B01J19/00, G01N30/00
【公开号】CN204672272
【申请号】CN201520394350
【发明人】丁涛, 王芳
【申请人】延安大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月9日