[发明专利]双极微型固定床反应器结合光电离质谱在线检测系统及方法

权利要求书

1.一种双极微型固定床反应器结合光电离质谱在线检测系统，其特征在于：包括双极微型固定床反应器、离线冷却装置和在线检测装置，所述双极微型固定床反应器分别连接离线冷却装置和在线检测装置，双极微型固定床反应器通过传输线连接离线冷却装置；

双极微型固定床反应器对固态燃料样品进行催化热解，产出的热解气体进入在线监测装置进行在线监测或进入离线冷却装置进行收集；

所述传输线的材料为毛细管，毛细管的外部依次设置有铜管和厚保温层，铜管保护毛细管不易折断，铜管的外径为6mm；

所述双极微型固定床反应器包括热解反应装置和催化反应装置，热解反应装置与催化反应装置串联，热解反应装置的热解气体出口端与催化反应装置的热解气体进口端设有高温阀，能够实现热解反应装置中的热解气体间歇式连续进入催化反应装置中；

热解反应装置包括热解组透明石英玻璃固定床反应器，催化反应装置包括催化组透明石英玻璃固定床反应器，热解组透明石英玻璃固定床反应器和催化组透明石英玻璃固定床反应器均包括一根直径1～1.5cm的透明石英管，透明石英管上设有变径段，变径段的直径为3～4cm；

热解组透明石英玻璃固定床反应器和催化组透明石英玻璃固定床反应器的变径段内均设置有石英砂芯，分别是热解组石英砂芯和催化组石英砂芯，热解组透明石英玻璃固定床反应器和催化组透明石英玻璃固定床反应器内均插有热电偶，分别是热解组热电偶和催化组热电偶；

石英砂芯的厚度为3mm，石英砂芯与变径段底部之间的间距为3cm；热电偶的下端与石英砂芯的间距为0.5cm；

所述热解反应装置和催化反应装置分别设于一个加热单元中，热解反应装置和催化反应装置的加热单元分别是热解炉和催化炉；

所述热解炉包括第一透明石英玻璃外壳、第一不锈钢上卡套和第一不锈钢下卡套，第一不锈钢上卡套与第一不锈钢下卡套之间分别通过若干个第一连接条连接，第一透明石英玻璃外壳设置于第一不锈钢上卡套与第一不锈钢下卡套之间，并被第一不锈钢上卡套和第一不锈钢下卡套卡紧固定；第一透明石英玻璃外壳内设置有第一加热丝；

催化炉包括第二透明石英玻璃外壳、第二不锈钢上卡套和第二不锈钢下卡套，第二不锈钢上卡套和第二不锈钢下卡套之间分别通过若干个第二连接条连接，第一透明石英玻璃外壳设置于第二不锈钢上卡套与第二不锈钢下卡套之间，并被第二不锈钢上卡套和第二不锈钢下卡套卡紧固定；第二透明石英玻璃外壳内设置有第二加热丝；

所述热解炉和催化炉分别连接第一升降机构和第二升降机构；第一升降机构包括通过第一连接零件与热解炉连接的第一螺母，该第一螺母螺纹连接于左侧的丝杆；第二升降机构包括通过第二连接零件与催化炉连接的第二螺母，该第二螺母螺纹连接于右侧的丝杆。

2.根据权利要求1所述的一种双极微型固定床反应器结合光电离质谱在线检测系统，其特征在于：所述第一透明石英玻璃外壳和第二透明石英玻璃外壳均使用石英玻璃加工。

3.根据权利要求1所述的一种双极微型固定床反应器结合光电离质谱在线检测系统，其特征在于：所述热解组透明石英玻璃固定床反应器的进口端连接第一直通接头，出口端连接第二三通接头的A口，第二三通接头的B口通过管道连接第三三通接头的A口，该管道上设有高温阀，第二三通接头的C口连接第二直通接头；第三三通接头的B口连接催化组透明石英玻璃固定床反应器的进口端，第三三通接头的C口连接第三直通接头，催化组透明石英玻璃固定床反应器的出口端连接第一三通接头的A口，第一三通接头的B口连接第四直通接头，第四直通接头连接离线冷却装置，第一三通接头的C口连接传输线的进口端；

热解组透明石英玻璃固定床反应器中的热解气体通过由第二三通接头、第三三通接头进入催化组透明石英玻璃固定床反应器，中间通过高温阀控制截止，催化组透明石英玻璃固定床反应器中的热解气体再由第一三通接头分为两路，一路进入传输线，另一路进入离线冷却装置。