一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双原位红外在线检测的新型热裂解反应系统及方法，该系统主要包括制样单元，原位池单元，电加热温控单元以及双原位红外在线检测单元。固体粉末样品在制样单元中成型为特定形状、尺寸模块化样品，该模块化样品与原位池单元的样品台相匹配。该方法通过红外光源发出红外光，经分光器后形成两束相同红外光，一束红外光透过原位池，用于测试气相产物，另外一束红外光透过原位池和模块化样品，用于测试固相产物。本发明专利技术能够同时在线检测气、固相产物的分子结构变化，反应温度可达600℃，可用于煤和生物质、垃圾等固体有机废弃物的热裂解过程研究，有助于推动固体有机废弃物的规模化利用。

Thermal cracking reaction system and method based on double in-situ infrared on-line detection

The invention discloses a novel thermal cracking reaction system of double in situ infrared detection and method based on the system, mainly including sample preparation unit, in situ pool unit, electric heating temperature control unit and a double in situ infrared detection unit. The solid powder sample is formed into a specific shape and size modular sample in the sample preparation unit, and the modularized sample is matched with a sample table of an in situ cell unit. The emitted infrared light by infrared light source, the light splitter is formed after the two beams of the same infrared light, infrared light beam through the in situ pool for testing gas products, another beam of infrared light through the in situ cell and module samples for testing solid products. The invention can also the molecular structure of online detection of gas and solid product changes, the reaction temperature can reach 600 degrees, can be used to study the pyrolysis process of coal and biomass, waste and other solid organic wastes, helps to promote the large-scale utilization of solid organic waste.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统及方法
本专利技术属于热裂解反应领域，更具体地，涉及一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统，可用于煤和生物质、垃圾等固体有机废弃物的热裂解机理研究。
技术介绍
煤和生物质、垃圾等固体有机废弃物通过热裂解可制取焦炭、可燃气、热解油等高品质的能源产品，但由于热裂解过程非常复杂，其反应机理和产物调控机制依旧不清晰。同时，反应过程中气、固相产物之间会发生大量二次反应，即使在气相产物的冷凝过程也会发生缩聚、结焦反应，更是增加了研究难度。当前，对于生物质、煤、固体有机废弃物的热裂解过程研究主要是通过离线和在线的分析方法，都是在热裂解过程反应结束后，才对相关气、液、固产物进行表征，比如气相色谱(GC)离线检测气体数据，傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)离线检测固体焦炭化学结构，快速裂解器外接气质联用仪(PY-GC/MS)在线检测裂解产物特性等等。但是在众多分析方法和反应系统中，很少有相关仪器或者反应器对热裂解产物进行原位检测，即使部分研究者采用原位漫反射红外、原位拉曼用于研究固体焦炭结构演变过程，但是这些分析方法不能同时实现气相产物的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统，其特征在于，包括：原位池单元、双原位红外在线检测单元、电加热温控单元；原位池单元包括原位池体、裂解室、样品台、热电偶插孔、密封盖、进气口、出气口；裂解室向上开口，且设于原位池体内；样品台设于裂解室底部；热电偶插孔设于原位池体底部且位于样品台下方；密封盖设于原位池体上端，对应裂解室的开口处；进气口、出气口设于原位池体侧壁，且连通裂解室与外界；电加热温控单元包括加热腔体、热电偶、温控器；加热腔体内部空间与原位池体形状匹配，原位池体安装于加热腔体中；热电偶通过热电偶插孔插入原位池体，用于测试待测样品温度；温控器连接热电偶和加热腔体，用于根据热电偶测得的温度...

【技术特征摘要】
1.一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统，其特征在于，包括：原位池单元、双原位红外在线检测单元、电加热温控单元；原位池单元包括原位池体、裂解室、样品台、热电偶插孔、密封盖、进气口、出气口；裂解室向上开口，且设于原位池体内；样品台设于裂解室底部；热电偶插孔设于原位池体底部且位于样品台下方；密封盖设于原位池体上端，对应裂解室的开口处；进气口、出气口设于原位池体侧壁，且连通裂解室与外界；电加热温控单元包括加热腔体、热电偶、温控器；加热腔体内部空间与原位池体形状匹配，原位池体安装于加热腔体中；热电偶通过热电偶插孔插入原位池体，用于测试待测样品温度；温控器连接热电偶和加热腔体，用于根据热电偶测得的温度控制加热腔体改变待测样品升温速率和反应温度；双原位红外在线检测单元包括红外光源、分光器、测气红外光监测器、测固红外光监测器、光谱转换记录仪；红外光源设于加热腔体上方；分光器设于红外光源和加热腔体之间，用于将红外光源发出的红外光分为测气红外光和测固红外光；测气红外光检测器设于加热腔体下方，用于接收测气红外光；测固红外光检测器设于加热腔体下方，用于接收测固红外光；光谱转换记录仪分别连接测气红外光检测器、测固红外光检测器，以转换和记录测气红外光和测固红外光信息。2.根据权利要求1所述的一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统，其特征在于，原位池体采用石英玻璃材料。3.根据权利要求1或2所述的一种基于双原位红外在线检测的热裂解反应系统，其特征在于，分光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海平，刘标，陈应泉，陈汉平，唐紫玥，邵敬爱，王贤华，张世红，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42