本发明涉及催化剂反应性能测试的仪器领域，更具体的说是涉及一种耐高压光热协同反应管。
背景技术：
光热协同反应是将光和热两者结合起来，在一定的反应温度，在光的辅助作用下，催化剂的反应性能一般远高于单一的光催化和热催化活性。因此要达到相同的反应活性，在光的参与作用下，可明显地降低反应的温度，同时可提高反应的选择性。反过来说，热源的存在可以减低所需光源的能量，即在一定温度下，使得原本需要在很高能量的光源作用的反应可以在常规的白色光(390～780nm)和紫外光源(254nm)下完成。因此光热协同反应器充分发挥了光和热的协同作用，使光热作用相互促进，其应用越来越广泛。
由于存在石英反应管不耐高压，金属反应管耐高压但不透光等的缺陷，尚未出现耐高压的光热协同反应管的相应专利，一种能用于耐高压的光热协同反应的反应管显得非常关键和紧迫。
因此，如何提供一种能用于耐高压的光热协同反应的反应管，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种耐高压光热协同反应管，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐高压光热协同反应管，包括：t型外金属管、透明内反应管、内外双接头、三通外接头、固定螺帽和透光组件；
所述t型外金属管布置在恒温炉内；
所述透明内反应管同轴布置在所述t型外金属管的直管部分内部；所述透明内反应管的中部放置有催化剂样品；
所述内外双接头为一端内侧具有凸出的内接头的二通接头；所述内外双接头具有所述内接头的一端与所述t型外金属管的一端螺纹密封连接，所述内接头与所述透明内反应管的一端端头插接连通，并通过内反应管紧固环与所述内接头螺纹紧固连接；所述内外双接头的另一端为出气口；
所述三通外接头直管部分的一端与所述t型外金属管的另一端螺纹密封连接；所述三通外接头直管部分的另一端用于插入热电偶套管，所述热电偶套管穿过所述三通外接头进入所述透明内反应管内部；所述三通外接头的支管为进气口；
所述固定螺帽的数量为三个，且分别与所述三通外接头的所述热电偶套管插入端、所述进气口和所述内外双接头的所述出气口紧固连接，且用于与所述恒温炉支撑固定连接；
所述透光组件可拆卸密封连接在所述t型外金属管支管端头，且与所述催化剂样品对应，所述透光组件用于对照射进入所述t型外金属管内部的光源进行透光和滤光。
通过上述技术方案，本发明能够将光源引入t型外金属管内，从而可实现光热协同反应，t型结构只留有一边光路，有利于光通过光口进入后在t型外金属管内部多次反复反射、散射等，有利于样品对光照的吸收，内置透明内反应管由于内外高压达到平衡，而无需承受高压，因此整个反应管结构可实现高温高压光热协同反应，有较高的实用价值和应用前景。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述透明内反应管的中部具有凸出的矩形凸起；所述催化剂样品填充在所述矩形凸起内部，且所述透明内反应管内部的所述催化剂样品两侧贴紧压合有石英棉。便于催化剂样品的填装，且又能够提高样品填装后的稳定性。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述催化剂样品填充在所述透明内反应管的中部，且两侧贴紧压合有石英棉；还包括衬管；所述衬管一端顶紧所述内接头，另一端顶紧所述石英棉。便于催化剂样品的填装，且又能够提高样品填装后的稳定性。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述透光组件包括固定环、窗片、中间螺帽、滤光片和紧固螺帽；所述固定环螺纹连接在所述t型外金属管的端头；所述窗片的表面与所述t型外金属管的端头密封贴合，且卡接在所述固定环的内壁上；所述中间螺帽为阶梯型管体，所述中间螺帽直径较小部分的外壁与所述固定环的内壁螺纹连接，且端头顶紧所述窗片；所述滤光片卡接在所述中间螺帽直径较大部分的阶梯面和内壁上；所述紧固螺帽为环形结构，且外壁与所述中间螺帽的内壁螺纹连接，并顶紧所述滤光片。本发明提供的透光组件具有透光和滤光功能，既能够保证透光和滤光效果，又能够对t型外金属管进行封堵，防止热量外流，且便于拆卸替换窗片和滤光片及维修。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述窗片为蓝宝石材质。蓝宝石窗片具有耐高压功能，滤光片不需要耐压，也不需要密封。另外如果出现蓝宝石窗片爆裂的情况下，滤光片会挡着突然的高压气体泄露和破碎的蓝宝石窗片碎屑，起到保护作用。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述滤光片的数量为一个或多个。滤光片可以叠加两个、三个或更多，无需在光源上另外放置一个大的滤光片，降低其成本。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述三通外接头与所述t型外金属管的连接处、所述三通外接头与所述固定螺帽的连接处、所述内外双接头与所述t型外金属管的连接处、所述内外双接头与所述固定螺帽的连接处、所述内接头与所述内反应管紧固环的连接处、以及所述透光组件与所述t型外金属管的连接处均设置有密封体。有效提高连接后的密封性能。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述密封体为o型密封圈、垫片、斜面硬密封圈或弧面硬密封圈。密封性能更强。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述热电偶套管插入所述催化剂样品中，且内部用于设置热电偶。设置热电偶能够对反应温度进行监控并调节。
优选的，在上述一种耐高压光热协同反应管中，所述透明内反应管为石英材质或玻璃材质。能够满足反应需求。
优选的，所述t型外金属管内壁与其透光的光路口对应的位置为内陷的光滑的弧形凹面，光线照射到光滑的弧形凹面上，反射光更容易聚焦，再一次反射在催化剂样品上，有利于光的吸收和利用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种耐高压光热协同反应管，具有以下有益效果：
1、本发明能够将光源引入t型外金属管内，从而可实现光热协同反应，t型结构只留有一边光路，有利于光通过光口进入后在t型外金属管内部多次反复反射、散射等，有利于样品对光照的吸收，内置透明内反应管由于内外高压达到平衡，而无需承受高压，因此整个反应管结构可实现高温高压光热协同反应，有较高的实用价值和应用前景。
2、本发明提供的透光组件具有透光和滤光功能，既能够保证透光和滤光效果，又能够对t型外金属管进行封堵，防止热量外流，且便于拆卸替换窗片和滤光片及维修。
3、本发明提供的透光组件的窗片为蓝宝石材质，蓝宝石窗片具有耐高压功能，滤光片不需要耐压，也不需要密封。另外如果出现蓝宝石窗片爆裂的情况下，滤光片会挡着突然的高压气体泄露和破碎的蓝宝石窗片碎屑，起到保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的实施例1的结构示意图；
图2附图为本发明提供的实施例2的结构示意图；
图3附图为本发明提供的透光组件的结构示意图。
其中：
1-t型外金属管；
2-透明内反应管；
21-矩形凸起；
22-衬管；
3-内外双接头；
31-内接头；
32-内反应管紧固环；
33-出气口；
4-三通外接头；
41-热电偶套管；
42-进气口；
5-固定螺帽；
6-透光组件；
61-固定环；
62-窗片；
63-中间螺帽；
64-滤光片；
65-紧固螺帽；
7-催化剂样品；
71-石英棉；
8-密封体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参加附图1和附图3，本发明实施例公开了一种耐高压光热协同反应管，包括：t型外金属管1、透明内反应管2、内外双接头3、三通外接头4、固定螺帽5和透光组件6；
t型外金属管1布置在恒温炉内；
透明内反应管2同轴布置在t型外金属管1的直管部分内部；透明内反应管2的中部放置有催化剂样品7；
内外双接头3为一端内侧具有凸出的内接头31的二通接头；内外双接头3具有内接头31的一端与t型外金属管1的一端螺纹密封连接，内接头31与透明内反应管2的一端端头插接连通，并通过内反应管紧固环32与内接头31螺纹紧固连接；内外双接头3的另一端为出气口33；
三通外接头4直管部分的一端与t型外金属管1的另一端螺纹密封连接；三通外接头4直管部分的另一端用于插入热电偶套管41，热电偶套管41穿过三通外接头4进入透明内反应管2内部；三通外接头4的支管为进气口42；
固定螺帽5的数量为三个，且分别与三通外接头4的热电偶套管41插入端、进气口42和内外双接头3的出气口33紧固连接，且用于与恒温炉支撑固定连接；
透光组件6可拆卸密封连接在t型外金属管1支管端头，且与催化剂样品7对应，透光组件6用于对照射进入t型外金属管1内部的光源进行透光和滤光。
为了进一步优化上述技术方案，透明内反应管2的中部具有凸出的矩形凸起21；催化剂样品7填充在矩形凸起21内部，且透明内反应管2内部的催化剂样品7两侧贴紧压合有石英棉71。
为了进一步优化上述技术方案，透光组件6包括固定环61、窗片62、中间螺帽63、滤光片64和紧固螺帽65；固定环61螺纹连接在t型外金属管1的端头；窗片62的表面与t型外金属管1的端头密封贴合，且卡接在固定环61的内壁上；中间螺帽63为阶梯型管体，中间螺帽63直径较小部分的外壁与固定环61的内壁螺纹连接，且端头顶紧窗片62；滤光片64卡接在中间螺帽63直径较大部分的阶梯面和内壁上；紧固螺帽65为环形结构，且外壁与中间螺帽63的内壁螺纹连接，并顶紧滤光片64。
为了进一步优化上述技术方案，窗片62为蓝宝石材质。
为了进一步优化上述技术方案，滤光片64的数量为一个或多个。
为了进一步优化上述技术方案，三通外接头4与t型外金属管1的连接处、三通外接头4与固定螺帽5的连接处、内外双接头3与t型外金属管1的连接处、内外双接头3与固定螺帽5的连接处、内接头31与内反应管紧固环32的连接处、以及透光组件6与t型外金属管1的连接处均设置有密封体8。
为了进一步优化上述技术方案，密封体8为o型密封圈、垫片、斜面硬密封圈或弧面硬密封圈。
为了进一步优化上述技术方案，热电偶套管41插入催化剂样品7中，且内部用于设置热电偶。
为了进一步优化上述技术方案，透明内反应管2为石英材质或玻璃材质。
需要说明的是，本实施例提供的透明内反应管2的中央不仅可以为四房扁平的矩形凸起结构，也可以为直管、内凹管、石英烧结筛板等可以安装催化剂样品7的结构。
在本实施例中：
t型外金属管1为不锈钢、钛合金、镍合金、铜、铝等金属材质制成，透明内反应管2为透明的石英管材质，也可采用普通的硬质玻璃或者其他的透明材质。蓝宝石材质的窗片62具有耐高压功能，在高压体系内内置透明内反应管2由于其内外高压达到平衡，而无需承受高压，另外光照通过蓝宝石窗片62照射在透明内反应管2中间的矩形凸起21上，使光照与装填的催化剂样品7充分接触，因此该耐高压光热协同反应管的结构可实现高温高压光热协同反应。
安装该耐高压光热协同反应管时，预先将蓝宝石材质的窗片62固定在t型外金属管1的支管上，采用中间螺帽63和紧固螺帽65进行固定。填充催化剂样品7时，先在透明内反应管2的矩形凸起21的空腔内全部放入催化剂样品7，再从透明内反应管2上端压入石英棉71，即完成催化剂样品7的填充。在安装耐高压光热协同反应管时，预先将透明内反应管2固定在内接头31上，采用内反应管紧固环32和密封体8进行固定和密封。将带有透明内反应管2的内外双接头3整体插入t型外金属管1管身内，依次将内外双接头3外层结构和三通外接头4固定在t型外金属管1管身上，分别采用密封体8进行密封。然后从三通外接头4中间插入热电偶套管41，并拧上固定螺帽5，采用密封体8进行密封。将安装好的该耐高压光热协同反应管放入恒温炉(未示出)中，固定螺帽5连接好气体进出口，即可实现高温高压光热协同反应。
在拆卸该耐高压光热协同反应管时，先打开固定螺帽5，即可从反应炉(未示出)中拿出该反应管，再依次打开内外双接头3和三通外接头4，并将透明内反应管2从t型外金属管1管身拿出，拧开内反应管紧固环32即可拿出透明内反应管2进行清洗以及新样品的装填工作。
实施例2：
参加附图2和附图3，本实施例与实施例1的不同之处在于：
催化剂样品7填充在透明内反应管2的中部，且两侧贴紧压合有石英棉71；还包括衬管22；衬管22一端顶紧内接头31，另一端顶紧石英棉71。
本实施例的其它结构均与实施例1相同，在此不再赘述。
t型外金属管1为不锈钢、钛合金、镍合金、铜、铝等金属材质制成，透明内反应管2为透明的石英管材质，也可采用普通的硬质玻璃或者其他的透明材质。蓝宝石材质的窗片62具有耐高压功能，在高压体系内内置透明内反应管2由于其内外高压达到平衡，而无需承受高压，另外光照通过蓝宝石窗片62照射在透明内反应管2中间，使光照与装填的催化剂样品7充分接触，因此该耐高压光热协同反应管的结构可实现高温高压光热协同反应。
安装该耐高压光热协同反应管时，预先将蓝宝石材质的窗片62固定在t型外金属管1的支管上，采用中间螺帽63和紧固螺帽65进行固定。填充催化剂样品7时，先在透明内反应管2下端放入衬管22，再依次放入垫片72、石英棉71和催化剂样品7，衬管22用于对装填的催化剂样品7进行支撑，即完成催化剂样品7的填充。在安装耐高压光热协同反应管时，预先将透明内反应管2固定在内接头31上，采用内反应管紧固环32和密封体8进行固定和密封。将带有透明内反应管2的内外双接头3整体插入t型外金属管1管身内，依次将内外双接头3外层结构和三通外接头4固定在t型外金属管1管身上，分别采用密封体8进行密封。然后从三通外接头4中间插入热电偶套管41，并拧上固定螺帽5，采用密封体8进行密封。将安装好的该耐高压光热协同反应管放入恒温炉(未示出)中，固定螺帽5连接好气体进出口，即可实现高温高压光热协同反应。
在拆卸该耐高压光热协同反应管时，先打开固定螺帽5，即可从反应炉(未示出)中拿出该反应管，再依次打开内外双接头3和三通外接头4，并将透明内反应管2从t型外金属管1管身拿出，拧开内反应管紧固环32即可拿出透明内反应管2进行清洗以及新样品的装填工作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，包括：t型外金属管(1)、透明内反应管(2)、内外双接头(3)、三通外接头(4)、固定螺帽(5)和透光组件(6)；
所述t型外金属管(1)布置在恒温炉内；
所述透明内反应管(2)同轴布置在所述t型外金属管(1)的直管部分内部；所述透明内反应管(2)的中部放置有催化剂样品(7)；
所述内外双接头(3)为一端内侧具有凸出的内接头(31)的二通接头；所述内外双接头(3)具有所述内接头(31)的一端与所述t型外金属管(1)的一端螺纹密封连接，所述内接头(31)与所述透明内反应管(2)的一端端头插接连通，并通过内反应管紧固环(32)与所述内接头(31)螺纹紧固连接；所述内外双接头(3)的另一端为出气口(33)；
所述三通外接头(4)直管部分的一端与所述t型外金属管(1)的另一端螺纹密封连接；所述三通外接头(4)直管部分的另一端用于插入热电偶套管(41)，所述热电偶套管(41)穿过所述三通外接头(4)进入所述透明内反应管(2)内部；所述三通外接头(4)的支管为进气口(42)；
所述固定螺帽(5)的数量为三个，且分别与所述三通外接头(4)的所述热电偶套管(41)插入端、所述进气口(42)和所述内外双接头(3)的所述出气口(33)紧固连接，且用于与所述恒温炉支撑固定连接；
所述透光组件(6)可拆卸密封连接在所述t型外金属管(1)支管端头，且与所述催化剂样品(7)对应，所述透光组件(6)用于对照射进入所述t型外金属管(1)内部的光源进行透光和滤光。
2.根据权利要求1所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述透明内反应管(2)的中部具有凸出的矩形凸起(21)；所述催化剂样品(7)填充在所述矩形凸起(21)内部，且所述透明内反应管(2)内部的所述催化剂样品(7)两侧贴紧压合有石英棉(71)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述催化剂样品(7)填充在所述透明内反应管(2)的中部，且两侧贴紧压合有石英棉(71)；还包括衬管(22)；所述衬管(22)一端顶紧所述内接头(31)，另一端顶紧所述石英棉(71)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述透光组件(6)包括固定环(61)、窗片(62)、中间螺帽(63)、滤光片(64)和紧固螺帽(65)；所述固定环(61)螺纹连接在所述t型外金属管(1)的端头；所述窗片(62)的表面与所述t型外金属管(1)的端头密封贴合，且卡接在所述固定环(61)的内壁上；所述中间螺帽(63)为阶梯型管体，所述中间螺帽(63)直径较小部分的外壁与所述固定环(61)的内壁螺纹连接，且端头顶紧所述窗片(62)；所述滤光片(64)卡接在所述中间螺帽(63)直径较大部分的阶梯面和内壁上；所述紧固螺帽(65)为环形结构，且外壁与所述中间螺帽(63)的内壁螺纹连接，并顶紧所述滤光片(64)。
5.根据权利要求4所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述窗片(62)为蓝宝石材质。
6.根据权利要求4所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述滤光片(64)的数量为一个或多个。
7.根据权利要求1所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述三通外接头(4)与所述t型外金属管(1)的连接处、所述三通外接头(4)与所述固定螺帽(5)的连接处、所述内外双接头(3)与所述t型外金属管(1)的连接处、所述内外双接头(3)与所述固定螺帽(5)的连接处、所述内接头(31)与所述内反应管紧固环(32)的连接处、以及所述透光组件(6)与所述t型外金属管(1)的连接处均设置有密封体(8)。
8.根据权利要求7所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述密封体(8)为o型密封圈、垫片、斜面硬密封圈或弧面硬密封圈。
9.根据权利要求1所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述热电偶套管(41)插入所述催化剂样品(7)中，且内部用于设置热电偶。
10.根据权利要求1所述的一种耐高压光热协同反应管，其特征在于，所述透明内反应管(2)为石英材质或玻璃材质。
技术总结