一种微波耦合金属催化反应器及其使用方法与流程

本发明涉及耦合金属催化反应器，更具体地说，涉及一种微波耦合金属催化反应器及其使用方法。

背景技术：

1、微波耦合金属催化反应器是一种结合了微波加热技术与金属催化剂的先进反应设备，专为提高化学反应的效率、选择性和产物质量而设计。这种反应器利用微波的快速均匀加热特性，以及金属催化剂的高效催化能力，共同作用于化学反应过程，从而实现优化反应动力学和提高目标产物产率的目的。

2、微波反应器中装填具有微波热响应的一种整体骨架材料，同时在该骨架材料缝隙中装填颗粒催化剂，利用微波热响应材料供热，将co2+h2混合原料气通入金属催化反应器进行催化转化反应，制备烯烃，现有的部分耦合金属催化反应器通常固定安装在反应室内，对混合原料催化时，通常将混合气体通入反应室内，耦合金属催化反应器对自身表面接触的混合气体起到催化反应，距离耦合金属催化反应器较远的混合气体就不容易被催化，进而影响耦合金属催化反应器对混合气体的催化反应速度，进而影响催化反应器对混合气体的催化效率，烯烃制备完成后，需要对烯烃进行收集，而烯烃内可能含有二氧化碳和氢气的少量混合气体，导致烯烃内含有杂质，且未被催化反应的二氧化碳和氢气的少量混合气体排出后，就无法继续进行催化反应，进而导致二氧化碳和氢气少量混合气体流失，导致了混合气体资源的浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微波耦合金属催化反应器，以解决上述背景技术中提出的问题：

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种微波耦合金属催化反应器，包括柜体，所述柜体的内部分别开设有混合室和反应室，所述反应室的内部固定安装有反应器本体，所述反应器本体的一端固定安装有与其相连通的连通室，所述反应器本体的另一端设置有出气口，所述出气口的内部固定安装有分离膜，所述反应器本体的内壁固定安装有若干个导流板，所述混合室的内部固定安装有与连通室连通的混合罐，所述混合罐的一端固定安装有进气管，所述反应室的内部顶壁和底面皆固定安装有微波发射器，所述反应器本体的一端表面开设有开槽，所述开槽的内部固定连接有通气板，所述柜体的表面固定安装有与通气板相连通的过渡板，所述柜体的表面固定安装有混合筒，所述过渡板的一端与混合筒相连通，所述混合筒的表面对应固定连接有与其相连通的第一补量管和第二补量管，所述柜体的端表面固定安装有配比室，所述配比室的内壁固定安装有固定架，所述固定架的表面对应转动连接有两个转动轴，所述固定架的一侧分别设置有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别通过两个所述转动轴与固定架转动连接，所述第一齿轮和第二齿轮的表面皆开设有多个不同大小的通气孔，所述配比室的表面对应固定安装有第二补气管和第一补气管。

4、通过采用上述技术方案，通过反应器本体自身的波形骨架设计，且波形之间存在夹角，微波发射器发生的电磁波会作用在反应器本体的表面，波形之间存在夹角，反应器本体的坡面反射的电磁波还会作用在另一个坡面上，使得反应器本体整体快速升温加热，反应器本体通入的混合气体会反复地作用在若干个导流板表面，可以实现混合气体在反应器本体内进行不规则运动，更大程度地使得混合气体与反应器本体内壁相接触，再加上反应器本体自身的波形骨架设计，使得混合气体在反应器本体的流经时间长，使得反应器本体对混合气体的充分催化，提高了反应器本体对混合气体的催化反应速度，进而提高了反应器本体对混合气体的催化效率。

5、优选的，所述第二补气管和第一补气管分别与第二齿轮和第一齿轮的一侧表面贴合，所述第一补量管和第二补量管的一端分别与第一齿轮和第二齿轮的另一侧表面贴合，所述第二补气管和第一补气管通过通气孔与第二补量管和第一补量管连通。

6、通过采用上述技术方案，第一传感器和第二传感器会检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，根据检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，此时控制器控制电机正向或者反向转动带着转轴转动，进而使得第一齿轮和第二齿轮相向方向转动或者相反方向转动，将第一齿轮和第二齿轮表面适应的通气孔运动到与第二补气管和第一补气管连通，此时向第二补气管通入二氧化碳，向第一补气管通入氢气，二氧化碳和氢气通过相适应的通气孔分别进入第二补量管和第一补量管内，补充的二氧化碳和氢气的量，进入混合筒内进行充分混合，减少混合气体流失，进而减少了混合气体资源的浪费。

7、优选的，所述混合筒的一端表面固定安装有电磁阀，所述柜体的表面固定安装有输送筒，所述输送筒的一端与电磁阀固定连接，所述输送筒的另一端贯穿柜体与混合罐连通。

8、优选的，所述过渡板的表面分别固定安装有第一传感器和第二传感器，所述柜体的表面对应转动连接有与混合室和反应室相匹配的开关门。

9、优选的，其中一个所述开关门的表面固定安装有控制器，所述第一传感器通过导线与控制器电性连接，所述第二传感器通过导线与控制器电性连接。

10、优选的，所述第二齿轮的表面固定安装有转轴，所述配比室的表面固定安装有电机，所述转轴的一端贯穿配比室与电机的输出端固定连接，所述电机通过导线与控制器电性连接。

11、优选的，所述电磁阀的通过导线与控制器电性连接。

12、优选的，若干个所述导流板以反应器本体的形状固定安装，若干个所述导流板间隔交错设置。

13、通过采用上述技术方案，反应器本体通入的混合气体会反复地作用在若干个导流板表面，可以实现混合气体在反应器本体内进行不规则运动，更大程度地使得混合气体与反应器本体内壁相接触。

14、优选的，所述混合罐的内壁固定安装有导流筒，所述导流筒的一端与输送筒的一端连通，所述导流筒的一端与混合罐进气方向相同。

15、通过采用上述技术方案，输送筒内部的混合气体和进气管通入混合气体一起再次进入反应器本体内进行催化，防止从进气管进入的混合气体向输送筒内回流。

16、一种微波耦合金属催化反应方法，其步骤如下：

17、s1：首先向进气管内部通入混合均匀的混合气体，混合气体通过混合罐和连通室进入反应器本体内部，在混合气体进入反应器本体前，微波发射器工作对反应器本体进行加热，反应器本体通入的混合气体会反复地作用在若干个导流板表面，进而可以实现混合气体在反应器本体内进行不规则运动，更大程度地使得混合气体与反应器本体内壁相接触，再加上反应器本体自身的波形骨架设计，使得混合气体在反应器本体的流经时间长，使得反应器本体对混合气体的充分催化，制备烯烃；

18、s2：对烯烃进行收集时，烯烃中混有少量的二氧化碳和氢气的混合气体，通过在出气口处加设分离膜，进而使得烯烃从出气口内排出，而少量的二氧化碳和氢气的混合气体会通过通气板和过渡板进入混合筒内，当少量的二氧化碳和氢气混合气体经过通气板时，第一传感器和第二传感器会检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，第一传感器和第二传感器接收信号并传递给控制器，控制器接收信号并处理，向电机通电，根据检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，向混合筒内补加气体，使得二氧化碳和氢气按比例再次混合，控制器控制电机正反向转动带着转轴32转动，进而使得第一齿轮和第二齿轮相向方向转动或者相反方向转动，将第一齿轮和第二齿轮表面适应的通气孔运动到与第二补气管和第一补气管连通，此时向第二补气管通入二氧化碳，向第一补气管通入氢气，此时二氧化碳和氢气通过相适应的通气孔分别进入第二补量管和第一补量管内，补充的二氧化碳和氢气的量，进入混合筒内进行充分混合；

19、s3：混合完成后，电磁阀打开，此时混合筒通过输送筒和导流筒进入混合罐内，最后和进气管通入混合气体一起再次进入反应器本体内进行催化。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1）本微波耦合金属催化反应器在使用时，通过反应器本体自身的波形骨架设计，且波形之间存在夹角，微波发射器发生的电磁波会作用在反应器本体的表面，波形之间存在夹角，反应器本体的坡面反射的电磁波还会作用在另一个坡面上，使得反应器本体整体快速升温加热，反应器本体通入的混合气体会反复地作用在若干个导流板表面，可以实现混合气体在反应器本体内进行不规则运动，更大程度地使得混合气体与反应器本体内壁相接触，再加上反应器本体自身的波形骨架设计，使得混合气体在反应器本体的流经时间长，使得反应器本体对混合气体的充分催化，提高了反应器本体对混合气体的催化反应速度，进而提高了反应器本体对混合气体的催化效率。

22、2）本微波耦合金属催化反应器在使用时，少量的二氧化碳和氢气混合气体经过通气板时，第一传感器和第二传感器会检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，根据检测混合气体内二氧化碳和氢气的含量，此时控制器控制电机正向或者反向转动带着转轴转动，进而使得第一齿轮和第二齿轮相向方向转动或者相反方向转动，将第一齿轮和第二齿轮表面适应的通气孔运动到与第二补气管和第一补气管连通，此时向第二补气管通入二氧化碳，向第一补气管通入氢气，二氧化碳和氢气通过相适应的通气孔分别进入第二补量管和第一补量管内，补充的二氧化碳和氢气的量，进入混合筒内进行充分混合，减少混合气体流失，进而减少了混合气体资源的浪费。

23、3）本微波耦合金属催化反应器在使用时，通过在出气口处加设分离膜，进而使得纯净的烯烃从出气口内排出进行收集，混合筒通过输送筒和导流筒进入混合罐内，导流筒的一端与输送筒的一端连通，导流筒的一端与混合罐进气方向相同，最后和进气管通入混合气体一起再次进入反应器本体内进行催化，防止从进气管进入的混合气体向输送筒内回流。