本實用新型涉及氣固反應領域，尤其是粉末氣固反應領域，具體為一種粉末氣固反應裝置。本實用新型是一種能提高粉末氣固反應均勻性的裝置，其能夠有效提升粉末氣固反應的均勻性，具有較好的效果，值得大規(guī)模推廣和應用。

背景技術：

氣固化學反應是一類非常復雜的物理擴散以及化學反應過程，氣相反應物和固體接觸發(fā)生化學反應，進而生成相應的反應產物。在氣固反應過程中，氣相反應物與固體的接觸程度，對于反應結果具有較大的影響。若氣相反應物與固體接觸不均勻，則會導致反應得率降低，生產成本增加。

為了解決氣相反應物與固體接觸不均勻的問題，通常采用增加攪拌裝置的方式。如中國專利CN02116287.5公開了一種氣固反應釜，該反應釜主要包括以下部件：反應釜主體(12)、固體加料口(3)、尾氣排出口(4)、攪拌軸(5)、攪拌槳葉(6)、錐臺型固體卸料器(7)、倒錐型氣體分布器(8)、螺桿輸送機(9)、氣封滑閥(10)以及擋板(11)。其中，該裝置采用折葉或翼式攪拌系統(tǒng)，在氣固反應中攪拌，進而有效改善氣體分布及傳質條件，使反應物料得到充分利用，提高設備工作效率。

粉末材料氣固反應中，氣相氛圍的均勻性對產品的性能影響非常明顯?，F有氣固反應裝置中，在攪拌狀態(tài)下通氣，能獲得一定的均勻性。但對于需要一定刻蝕深度的氣固反應，動態(tài)法（即前述氣固反應中采用攪拌裝置進行攪拌）存在一定的缺陷。

為此，迫切需要一種新的裝置，以解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的發(fā)明目的在于：針對現有的氣固反應裝置通常采用攪拌裝置提升氣相反應物與固體接觸的均勻性，而對于需要一定刻蝕深度的氣固反應，該裝置并非最好的解決方案的問題，提供一種粉末氣固反應裝置。本實用新型采用立式反應結構，反應器為整個反應提供環(huán)境支撐，氣源提供相應的氣化劑，水平支撐件起到支撐和使氣化劑與固體材料均勻反應的目的。采用該結構，能夠在靜態(tài)（粉體）氣固反應中，為粉體材料獲得相對均勻的氣體氣固反應環(huán)境。本實用新型能夠使得氣化劑在反應氣供應支撐件內分布均勻，提高物料與氣化劑接觸的均勻性，有效提高裝樣量和反應物的利用率，滿足不同條件下氣固反應的需求，具有極強的適應性。本實用新型構思巧妙，設計合理，結構簡單，價格便宜，安全可靠，易于操作，能夠滿足多種條件下氣固反應的需求，具有較高的使用價值和較好的應用前景，值得大規(guī)模推廣和應用。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種粉末氣固反應裝置，包括反應器、設置在反應器內的反應支撐架、氣源、氣流分配器，所述反應支撐架包括用于支撐固體材料盛放裝置的水平支撐件、豎直連接桿，所述水平支撐件為至少兩個，所述豎直連接桿為至少三個，所述水平支撐件通過豎直連接桿連接為一體，所述水平支撐件沿豎直連接桿的豎直方向依次設置；

所述水平支撐件包括至少一個水平固定支撐件、至少一個反應氣供應支撐件，所述反應氣供應支撐件的下方設置有若干個通氣孔，所述反應支撐架的最下端為水平固定支撐件，所述反應支撐架的最上端為反應氣供應支撐件；

或所述水平支撐件為若干個與氣源連通的反應氣供應支撐件，所述反應氣供應支撐件沿豎直方向的下方設置有若干個通氣孔；

所述氣源通過連接管與反應氣供應支撐件相連，所述連接管上設置有氣流分配器。

所述反應氣供應支撐件由若干根管道連接而成，所述管道的下方設置有若干個通氣孔。

所述水平支撐件呈矩形或圓形或三角形。

還包括設置在水平支撐件上的盛放裝置。

所述盛放裝置為耐高溫試樣盤。

所述水平支撐件為2N、3N、4N、5N個，所述水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向均勻設置，所述N為自然數。

作為優(yōu)選，所述水平支撐件為2N個，所述水平固定支撐件、反應氣供應支撐件分別為N個，所述水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向依次交替設置；

或所述水平支撐件為3N個，所述反應氣供應支撐件分別為N個，所述水平固定支撐件為2N個，所述水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向均勻設置。

所述反應器為箱式加熱裝置。

所述氣源為一種氣化劑或多種氣化劑。

針對前述問題，本實用新型提供一種粉末氣固反應裝置。該裝置包括反應器、設置在反應器內的反應支撐架、氣源、氣流分配器，反應支撐架包括用于支撐固體材料盛放裝置的水平支撐件、豎直連接桿，水平支撐件為至少兩個，豎直連接桿為至少三個，水平支撐件通過豎直連接桿連接為一體，水平支撐件沿豎直連接桿的豎直方向依次設置。本實用新型采用前述結構，形成抽屜式反應支撐架，盛放裝置能夠輕松的置于水平支撐件上。

其中，水平支撐件包括至少一個水平固定支撐件、至少一個反應氣供應支撐件，反應氣供應支撐件的下方設置有若干個通氣孔，反應支撐架的最下端為水平固定支撐件，反應支撐架的最上端為反應氣供應支撐件。氣源通過連接管與反應氣供應支撐件相連，連接管上設置有氣流分配器，通過氣流分配器實現氣化劑的分配。本實用新型中，水平支撐件采用水平固定支撐件、反應氣供應支撐件兩種組成；水平固定支撐件僅起支撐作用，其上不設置通氣孔，不釋放氣化劑。由于在氣固反應中，反應氣供應支撐件提供的反應氣體能夠滿足下方的1層或2層支架上固體材料的反應需求，因而采用兩種間隔分布的形式。

提供一種替換方式，或水平支撐件為若干個與氣源連通的反應氣供應支撐件，反應氣供應支撐件沿豎直方向的下方設置有若干個通氣孔。該結構中，采用反應氣供應支撐件作為水平支撐件，通過連接管將氣源與反應氣供應支撐件連通，通過氣流分配器實現氣化劑的分配，從而滿足相應支架上固體材料的反應需求。該結構通過改變連接管的連接關系，即可滿足不同層支架上固體材料的反應需求，具有極強的適應性。

本發(fā)明提供的粉末氣固反應裝置為立式反應結構，反應器為整個反應提供環(huán)境支撐，氣源提供相應的氣化劑。由于本實用新型采用立式反應，使得氣化劑在反應氣供應支撐件內分布均勻；反應時，物料與氣化劑的接觸更充分。同時，裝樣量得到大幅提高，且氣化劑在反應器內能全部通過反應料，有效提高了反應物的利用率。另外，通過切換氣化劑入口，既可進行單一氣化劑的氣固反應實驗，也可進行多種氣化劑與物料的氣固反應實驗，從而滿足不同氣固反應的需求，具有極強的適應性。

反應氣供應支撐件由若干根管道連接而成，管道的下方設置有若干個通氣孔。本發(fā)明中，反應氣供應支撐件可采用氣流分配器（即分氣閥）控制多路進氣，氣化劑經管道下方向下噴的氣微孔噴出，每路進氣控制1-2層水平支撐件。

水平支撐件能根據需要設置成矩形或圓形或三角形，作為優(yōu)選，水平支撐件為矩形。

還包括設置在水平支撐件上的盛放裝置，盛放裝置為耐高溫試樣盤。粉末固體均勻分布在耐高溫試樣盤中，試樣盤放置于每層水平支撐件上。本實用新型采用耐高溫高壓的試樣盤，可滿足高溫高壓條件下使用的需要，有效擴展氣固反應實驗的范圍。

進一步，水平支撐件為2N、3N、4N、5N個，水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向均勻設置，N為自然數。作為優(yōu)選，水平支撐件為2N個，水平固定支撐件、反應氣供應支撐件分別為N個，水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向依次交替設置；或水平支撐件為3N個，反應氣供應支撐件分別為N個，水平固定支撐件為2N個，水平固定支撐件、反應氣供應支撐件沿豎直方向均勻設置。采用該方式，每層反應氣供應支撐件能夠為下方1-2層固體反應材料提供氣化劑，滿足氣固反應的需要。

進一步，反應器為箱式加熱裝置。采用該方式，能夠滿足不同溫度條件下，氣固反應的需要，有效拓展其實驗范圍。

綜上所述，本實用新型的粉末氣固反應裝置具有結構相對簡單、價格便宜、安全、易于操作等優(yōu)點，且能實現多種氣氛切換，滿足多種條件下氣固反應的需求。本實用新型能夠用于多種科研項目和工業(yè)反應過程的研究，具有較好的應用前景。

附圖說明

圖1是實施例1中粉末氣固反應裝置的結構示意圖。

圖中標記：1為反應器，2為氣源，3為氣流分配器，4為豎直連接桿，5為水平固定支撐件，6為反應氣供應支撐件。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖所示，該裝置包括反應器1、設置在反應器1內的反應支撐架、氣源2、氣流分配器3，反應支撐架包括用于支撐固體材料盛放裝置的水平支撐件、豎直連接桿4，水平支撐件為三個，豎直連接桿4為四根豎直連接管，水平支撐件通過豎直連接桿4連接為一體，水平支撐件沿豎直連接桿4的豎直方向依次設置。本實施例中，氣源可單獨設置，氣源也可與反應器連為一體。

本實施例中，兩個水平支撐件采用水平固定支撐件5，一個水平支撐件采用反應氣供應支撐件6。本實施例中，水平支撐件呈矩形，反應氣供應支撐件6由四根相互連通的管道連接而成，管道的下方均勻設置有若干個通氣孔。反應氣供應支撐件6、水平固定支撐件5沿豎直方向從上至下依次設置在豎直連接桿4上，反應氣供應支撐件6位于反應支撐架的最上端，兩個水平固定支撐件5分別設置在反應氣供應支撐件6的下方。本次實例中，豎直連接桿4、水平固定支撐件5、反應氣供應支撐件6分別采用為管體形式，管體內部可相互連通，反應氣供應支撐件6上設置有通氣孔，可提供相應的氣化劑。

本實施例中，氣源2通過連接管與反應氣供應支撐件6相連，連接管上設置有氣流分配器3。本實施例中，還包括設置在水平支撐件上的盛放裝置，盛放裝置為耐高溫試樣盤。

該裝置工作時，反應支撐架位于反應器1內，氣源2依次經連接管、氣流分配器3與反應氣供應支撐件6相連；粉末材料置于耐高溫試樣盤中，耐高溫試樣盤分別置于水平固定支撐件5上。待進行氣固反應時，將反應室加熱至設定溫度；同時，氣源2打開，氣源2經連接管向反應氣供應支撐件6輸送氣化劑，氣化劑經通氣孔向下噴出，噴出的氣化劑與耐高溫試樣盤內的固體粉末進行反應。本實施例中，反應氣供應支撐件6能夠為下方每層固體反應材料提供氣化劑，滿足氣固反應的需要。在實際中，可根據需要，設定相應的水平支撐件層數，并設置相應的反應氣供應支撐件6。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。