本實(shí)用新型屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

在材料制備工程中，為了獲得具有某些特定性能材料（如多孔材料），或者提高和改善材料性能（如碳納米管，多孔材料等），通常需要水（蒸汽）參與反應(yīng)，利用水和試樣發(fā)生反應(yīng)，從而得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如在碳納米管制備過(guò)程中，為了清除管內(nèi)的殘余碳，提高其表面積，可以在一定溫度下采用水蒸氣處理加以實(shí)現(xiàn)（反應(yīng)方程式：C +H₂O = H₂ +CO)；此外，在微/介孔SiOC陶瓷制備過(guò)程中，為了提高材料的比表面積和降低碳含量，可以在交聯(lián)體熱解過(guò)程中，利用水蒸氣與交聯(lián)體中的有機(jī)基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)（如Si-CH₃ + H₂O ? Si-OH + CH₄）、以及與交聯(lián)體熱解過(guò)程中析出的碳發(fā)生反應(yīng)，一方面可以生成更多的SiO₂納米疇（利用HF腐蝕SiO₂納米疇，從而獲得多孔SiOC陶瓷），提高材料的比表面積，同時(shí)又降低材料中的碳含量。目前采取水蒸汽輔助反應(yīng)方法是在電爐上方打一個(gè)小孔，然后通過(guò)此孔向爐中滴定注水加以實(shí)現(xiàn)，該方法存在注水不連續(xù)和量不易控制等缺點(diǎn)，從而影響試樣性能。此外，由于在爐體上打孔，也破壞了爐體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決目前水蒸汽輔助反應(yīng)裝置在使用過(guò)程中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、使用方便的水蒸氣輔助反應(yīng)裝置。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置，其特征在于：包括進(jìn)氣管、出氣管、輸氣管一、輸氣管二、輸氣管三、磁力攪拌水浴加熱器、開(kāi)口玻璃容器、電爐、氣瓶，所述進(jìn)氣管的一端與氣瓶相連，另一端與輸氣管一和輸氣管二的進(jìn)氣端相連，所述輸氣管二的出氣端與出氣管的進(jìn)氣端相連，所述出氣管的出氣端與電爐相連；所述磁力攪拌水浴加熱器內(nèi)設(shè)置有開(kāi)口玻璃容器，所述開(kāi)口玻璃容器頂部設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口、加水口、測(cè)溫口，所述輸氣管二的出氣端通過(guò)進(jìn)氣口插入到開(kāi)口玻璃容器內(nèi)部，所述輸氣管三的進(jìn)氣端插入至出氣口內(nèi)部，出氣端與出氣管的進(jìn)氣端相連；所述輸氣管一的進(jìn)氣端上設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一，輸氣管二的進(jìn)氣端上設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)二，輸氣管三的出氣端上設(shè)置有出氣開(kāi)關(guān)一，輸氣管二的出氣端上設(shè)置有出氣開(kāi)關(guān)二。

所述測(cè)溫口內(nèi)設(shè)置有測(cè)溫計(jì)。

所述加水口內(nèi)設(shè)置有安全塞。

所述開(kāi)口玻璃容器底部設(shè)置有與磁力攪拌水浴加熱器相配合的磁力攪拌子。

所述進(jìn)氣管上設(shè)置有流量計(jì)。

上述開(kāi)口玻璃容器內(nèi)盛裝有水，所述輸氣管二的出氣端伸入到水內(nèi)，所述測(cè)溫計(jì)伸入到水內(nèi)。

所述磁力攪拌水浴加熱器內(nèi)盛裝有水。

本專利涉及一種水蒸汽輔助反應(yīng)裝置，該裝置可根據(jù)實(shí)驗(yàn)工藝要求，連續(xù)的、均勻的向爐中輸入水蒸汽，并且可以實(shí)現(xiàn)水蒸汽管路和普通管路隨時(shí)切換，同時(shí)該裝置具有操作簡(jiǎn)單、安全和適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型在無(wú)水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型在水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1、2所示，一種水蒸氣輔助反應(yīng)裝置，包括塑料進(jìn)氣管16、塑料出氣管17、塑料輸氣管一2、塑料輸氣管二18、塑料輸氣管三19、磁力攪拌水浴加熱器8、開(kāi)口玻璃容器7、電爐14、氬氣氣瓶15，所述塑料進(jìn)氣管16的一端與氬氣氣瓶15閥門相連，另一端與塑料輸氣管一2和塑料輸氣管二18的進(jìn)氣端相連，所述塑料輸氣管二18的出氣端與塑料出氣管17的進(jìn)氣端相連，所述塑料出氣管17的出氣端與電爐14進(jìn)氣口相連；所述磁力攪拌水浴加熱器8內(nèi)設(shè)置有開(kāi)口玻璃容器7，所述開(kāi)口玻璃容器7頂部開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口3、出氣口6、加水口5、測(cè)溫口4，所述塑料輸氣管二18的出氣端通過(guò)進(jìn)氣口3插入到開(kāi)口玻璃容器7內(nèi)部，所述塑料輸氣管三19的進(jìn)氣端插入至出氣口6內(nèi)部，出氣端與塑料出氣管17的進(jìn)氣端相連；所述塑料輸氣管一2的進(jìn)氣端上設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一10，塑料輸氣管二18的進(jìn)氣端上設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)二12，塑料輸氣管三19的出氣端上設(shè)置有出氣開(kāi)關(guān)一11，塑料輸氣管二18的出氣端上設(shè)置有出氣開(kāi)關(guān)二13。

所述測(cè)溫口4內(nèi)插有測(cè)溫計(jì)，加水口5內(nèi)安裝有安全塞，開(kāi)口玻璃容器7底部放置有與磁力攪拌水浴加熱器8相配合的磁力攪拌子9。

所述塑料進(jìn)氣管16上安裝有流量計(jì)1。

上述磁力攪拌水浴加熱器8的生產(chǎn)廠家為鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司，型號(hào)為DF-101S；開(kāi)口玻璃容器7的生產(chǎn)廠家為成都化通天下商貿(mào)有限公司，型號(hào)為2000ml。

在無(wú)水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下，將進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一10、出氣開(kāi)關(guān)一11關(guān)閉，將進(jìn)氣開(kāi)關(guān)二12、出氣開(kāi)關(guān)二13打開(kāi)。

在水蒸氣輔助反應(yīng)狀態(tài)下，將進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一10、出氣開(kāi)關(guān)一11打開(kāi)，將進(jìn)氣開(kāi)關(guān)二12、出氣開(kāi)關(guān)二13關(guān)閉，向開(kāi)口玻璃容器7和磁力攪拌水浴加熱器8內(nèi)加入水，并保證塑料輸氣管二18的出氣端伸入到水內(nèi)，測(cè)溫計(jì)浸入到水內(nèi)，然后開(kāi)啟磁力攪拌水浴加熱器8，并控制輸入氣體流量和開(kāi)口玻璃容器中水溫。

該水蒸氣輔助反應(yīng)裝置利用氣體溶入到水中形成含水（蒸氣）飽和氣體，然后把含水（蒸氣）飽和氣體通入到電爐或窯爐中，從而實(shí)現(xiàn)把水蒸氣帶入到電爐或窯爐中的目的。該裝置有以下特點(diǎn)：

1、通入的水蒸氣量可調(diào)控，可通過(guò)3種方式得以實(shí)現(xiàn)：

（1）調(diào)控輸入氣體流量，在一定溫度下，飽和氣體中含的水（蒸汽）的量是一定的（如20℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為17.71g），因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)通入氣體的量，從而達(dá)到調(diào)控輸入到爐中水蒸氣量的目的；

（2）調(diào)控開(kāi)口玻璃容器中水溫，隨著溫度變化，飽和氣體中含水蒸氣量不同（如20℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為17.71g；40℃，1m³飽和空氣含濕（水）量約為55.02g），因此，在通入氣體量一定條件下，通過(guò)調(diào)整開(kāi)口玻璃容器中水的溫度，從而達(dá)到調(diào)控飽和氣體含水蒸汽量的目的；

（3）同時(shí)調(diào)控開(kāi)口玻璃容器中的水溫和通氣流量方法，通過(guò)兩者的配合達(dá)到調(diào)節(jié)通入到爐中水蒸氣量的目的。

2、該裝置有兩套通氣管路，一條為普通通氣管路，另外一條為產(chǎn)生水蒸氣管路，該裝置可根據(jù)實(shí)驗(yàn)工藝要求進(jìn)行切換，如需要在某一個(gè)溫度區(qū)間（如500-800℃）或某幾個(gè)溫度區(qū)間（如500-800℃、1000-1200℃等）進(jìn)行水助反應(yīng)，而其它溫度區(qū)間為普通反應(yīng)，則可以通過(guò)切換進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一、出氣開(kāi)關(guān)一、進(jìn)氣開(kāi)關(guān)一、出氣開(kāi)關(guān)二加以實(shí)現(xiàn)。

3、該裝置通過(guò)水浴加熱、磁力攪拌和智能調(diào)控溫度，可以精確調(diào)控開(kāi)口玻璃容器中的溫度和保證開(kāi)口玻璃容器中水溫均勻，從而保證注入水蒸氣量的準(zhǔn)確性。

4、開(kāi)口玻璃容器上設(shè)計(jì)有加水口外加安全塞，根據(jù)情況及時(shí)添加水量，保證水蒸氣輔助反應(yīng)的順利進(jìn)行；此外，在加水口處裝上了安全塞，當(dāng)開(kāi)口玻璃容器中的壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，安全塞會(huì)自動(dòng)彈起，確保開(kāi)口玻璃容器的安全。

5、裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、安全、便于操作、應(yīng)用性強(qiáng)，在水蒸氣輔助反應(yīng)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中具有很好應(yīng)用前景。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不局限于此，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。