[实用新型]一种激光热解系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热解系统，尤其涉及一种激光热解系统。

背景技术

目前，实验室用小型热解装置主要采用电炉加热，这种装置将反应器(或反应管)置于电炉中，利用炉内高温辐射给反应器能量，将样品加热到预定热解温度。这种方式的缺陷是：升温速率慢，反应器温度与炉内壁温度不一致，尤其不适合对单个样品颗粒热解的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种利用激光急速加热热解的系统。

本实用新型的激光热解系统，包括吹扫装置，反应装置和冷却装置，所述反应装置包括反应器和激光器，所述反应器的一面正对所述激光器且可透过激光器发射的激光，所述反应器设有吹扫气体入口和热解产物出口，所述吹扫气体入口连通于所述吹扫装置的气体出口，所述热解产物出口与所述冷却装置的被冷却介质入口连通。

进一步，所述激光热解系统还包括进样装置，所述进样装置包括由管路顺次连通的载气阀门、料仓和出料阀门，所述载气阀门通过管路连接载气，所述反应器还设有进样口，所述进样口与所述出料阀门通过管路连通；

进一步，所述载气与吹扫气体为同一气体，所述气体通过三通阀被分为两股，分别作为载气和吹扫气体；

进一步，所述激光器为二氧化碳激光器，所述反应器为玻璃盒体，其顶面为远红外玻璃且正对激光器发射的激光，玻璃盒体底面及四周为石英玻璃；

进一步，所述玻璃盒体为长方体形状，长×宽×高为50mm×50mm×30mm；

进一步，所述冷却装置为管壳式换热器，所述管壳式换热器的冷却介质入口连接液氮。

本实用新型的有益效果在于：

1、由于激光能量密度极高，可实现样品的急速加热，升温速率可达10⁵℃/S。

2、由于激光束极细，辐射面积小，反应器尺寸可足够小，缩短了产物在反应器内的保留时间，避免在反应器内发生二次反应。

3、可连续进样或对单个样品颗粒进行热解，功能多样，选择余地大。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为反应器的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型的激光热解系统，包括吹扫装置，反应装置和冷却装置，所述反应装置包括反应器1和激光器2，所述反应器1的一面正对所述激光器2且可透过激光器2发射的激光3，所述反应器1设有吹扫气体入口1a和热解产物出口1b，所述吹扫气体入口1a连通于所述吹扫装置的气体出口，所述热解产物出口1b与所述冷却装置的被冷却介质入口连通。所述吹扫气体是惰性气体，比如氮气，吹扫反应器1是为了保证反应器1内的惰性气氛，避免样品在反应器1内发生副反应，同时将热解后的产物带出；冷却装置是为了分离产物中的可冷凝组份和不可冷凝组份。

本实施例中，所述激光热解系统还包括进样装置，所述进样装置包括由管路顺次连通的载气阀门4、料仓5和出料阀门6，所述载气阀门4通过管路连接载气，所述反应器1还设有进样口1c，所述进样口1c与所述出料阀门6通过管路连通。设置进样装置可实现连续进样，料仓5内的样品在载气的推动下连续进入反应器1，进样方便顺利；为了调节料仓5内压力，在料仓5顶部设置放空阀7。

本实施例中，所述载气与吹扫气体为同一气体，所述气体通过三通阀被分为两股，分别作为载气和吹扫气体；为了保证反应器1内的惰性气氛，载气与吹扫气体都应该是惰性气体，因此可以来自于同一气源，由于实验室所用气体来自于高压钢瓶8，因此在钢瓶8出口设置减压器9和流量计10控制。

本实施例中，所述激光器2为二氧化碳激光器，所述反应器1为玻璃盒体，其顶面为远红外玻璃且正对激光器2发射的激光3，玻璃盒体底面及四周为石英玻璃；二氧化碳激光器发射的激光3波长为10.6μm，属远红外光波长范围，因此激光3几乎可以完全透过玻璃盒体顶面的远红外玻璃，而玻璃盒体底面及四周为石英玻璃，对远红外光不透，因此可增大样品对激光3的吸收率。

本实施例中，如图2所示，所述玻璃盒体为长方体形状，长×宽×高为50mm×50mm×30mm；由于激光束极细，辐射面积小，反应器1尺寸可足够小，缩短了热解产物在反应器1内的保留时间，避免在反应器1内发生二次反应。

本实施例中，所述冷却装置为管壳式换热器11，所述管壳式换热器11的冷却介质入口连接液氮12。