CN112705134A - 微流管道以及多物料微流道反应器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微流管道以及多物料微流道反应器，属于微流体反应设备技术领域。微流管道包括管道本体以及凸设于管道本体内壁的至少一组凸出结构，凸出结构为多组时沿管道本体周向间隔分布；每组凸出结构包括沿管道本体的轴向间隔分布的多个凸出部，且微流管道内任意两个凸出部间隔分布。多物料微流道反应器包括该微流管道以及换热管道；微流管道用于物料流动和反应；换热管道与微流管道对应设置，用于与微流管道进行热交换。其制备简单且成本低，还能有效提高反应物在流道内的混合效果和反应效率。

Description

微流管道以及多物料微流道反应器

技术领域

本申请涉及微流体反应设备技术领域，具体而言，涉及一种微流管道以及多物料微流道反应器。

背景技术

微流道反应器设置微米级的较小流道，保障液体和气体的反应物进行连续式流动和反应，主要运用于化工、医药和化妆品香料等领域。相比于传统的釜式反应器和管式反应器的大投放量、长时间搅拌的反应方式，微流道反应器具有较好传热、传导高效、绿色环保和定量产出的应用优势。

一方面，由于微米级流道的内径较小，反应物在流道内的混合效果受限，使得反应物在流道内反应效率受到较大影响。

另一方面，目前的微流道反应器常采用切割板材的减材加工方式形成流道，然后进行焊接成型。传统切割焊接的加工方式复杂性较大且成本较高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种微流管道以及多物料微流道反应器，制备简单且成本低，还能有效提高反应物在流道内的混合效果和反应效率。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种微流管道，包括：管道本体以及凸设于管道本体内壁的至少一组凸出结构，凸出结构为多组时沿管道本体周向间隔分布；每组凸出结构包括沿管道本体的轴向间隔分布的多个凸出部，且微流管道内任意两个凸出部间隔分布。

上述技术方案中，物料流道采用管道的形式，制备简单且成本低。在管道本体内设置沿轴向上间隔分布的凸出部，用于物料在管道内流动时进行扰流，能有效提高反应物在流道内的混合效果，从而提高物料在流到内的反应效率。

在一些可选的实施方案中，凸出结构为多组；在管道本体的轴向上，微流管道内任意两个凸出部到第一预设平面的距离不同，管道本体的轴向与第一预设平面垂直。

上述技术方案中，任意两个凸出部到第一预设平面的距离不同，即每个凸出部在管道内体的轴向上的位置不同，既有利于物料在管道内顺畅且连续地流动，且使得每个凸出部都能够较好地发挥扰流的作用，同时也方便凸出部在管道内的设置。

在一些可选的实施方案中，凸出结构为两组且沿管道本体的周向均匀分布；每组凸出结构的任意两个凸出部在第一预设平面内的正投影至少部分重合。

上述技术方案中，每组凸出结构的任意两个凸出部在第一预设平面内的正投影至少部分重合，使得每组凸出结构在管道本体的周向上和径向上分布集中、排列规整，保证扰流作用较均匀。同时，将凸出结构设置为两组，且将该两组凸出结构沿管道本体的周向均匀分布，使得两组凸出结构在管道本体内壁相对设置，有利于更均匀地发挥扰流作用；且其凸出结构设置为两组的情况相对于设置一组凸出结构而言扰流更充分，且相对设置更多组凸出结构而言制备更简单。

在一些可选的实施方案中，在管道本体的轴向上，两组凸出结构的凸出部交替设置。

上述技术方案中，两组凸出结构的凸出部在管道本体的轴向上交替设置，使得管道本体内的腔体呈在管道本体的轴向上延伸的波浪形，该两组凸出结构相互配合对物料的扰流作用更充分。

在一些可选的实施方案中，在管道本体的径向上，每个凸出部的凸出高度与管道本体内径之比为(1～3)：5；和/或，每个凸出部均为点状结构。

上述技术方案中，凸出部在管道本体的径向上凸出一定高度，保证对物料进行充分的扰流，同时保证物料能够在管道内顺畅且连续地流动。将凸出部设置为点状结构，其既具有较好的扰流作用，且设置方便。

第二方面，本申请实施例提供一种多物料微流道反应器，包括：如第一方面实施例提供的微流管道，以及换热管道；微流管道用于物料流动和反应；换热管道与微流管道对应设置，用于与微流管道进行热交换。

上述技术方案中，反应器中的流道均采用管道的形式，制备简单且成本低。作为物料流道的微流管道在管道本体内设置沿轴向上间隔分布的凸出部，还能有效提高反应物在流道内的混合效果，从而提高物料在流到内的反应效率。

在一些可选的实施方案中，微流管道具有依次连通的导流管段和反应管段，微流管道的进料口设于导流管段，微流管道的出料口设于反应管段；其中，在管道本体的径向上，反应管段中的凸出部的凸出高度大于导流管段中的凸出部的凸出高度；和/或，在管道本体的轴向上，反应管段中每组凸出结构中的任意相邻两个凸出部之间的距离小于导流管段中每组凸出结构中的任意相邻两个凸出部之间的距离。

上述技术方案中，导流管段主要用于对物料进行导流和混合，导流管段中相对较小的凸出部高度和/或相对较大的凸出部之间的间距，在保证物料能够有效混合的同时，使得导流管段的制备更加简单。反应管段主要用于物料进行反应，反应管段中相对较大的凸出部高度和/或相对较小的凸出部之间的间距使得物料的流动更湍急，能够对物料产生更大的扰流作用，有利于物料在反应管段中更充分的反应。

在一些可选的实施方案中，导流管段在第二预设平面内延伸，反应管段在第三预设平面内延伸，第二预设平面与第三预设平面平行；导流管段和反应管段在预设方向上间隔分布，预设方向与第二预设平面垂直。

上述技术方案中，导流管道和反应管段在相互平行的预设平面内延伸，并在垂直于预设平面的预设方向上间隔分布，使得导流管道和反应管段呈层状间隔分布的形式，有利于减小微流管道的分布面积，从而能够减小反应器的占用面积。

在一些可选的实施方案中，微流管道设有沿管道本体的轴向间隔分布的多个进料口。

上述技术方案中，多个进料口沿管道本体的轴向间隔分布，便于根据物料之间的反应情况，选择在轴向上位置不同的进料口分别通入不同的物料，以保证多种物料之间能够较好地实现反应。

在一些可选的实施方案中，微流管道和换热管道均容置于同一个反应器壳体内。

上述技术方案中，将微流管道和换热管道均容置于同一个反应器壳体内，能够方便地将换热管道靠近微流管道在轴向上的整个管段设置，保证换热管道能够较好地与微流管道进行热交换；同时，该设置方式结构紧凑、节省空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种微流管道在第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种微流管道在第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多物料微流道反应器内部的局部结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种多物料微流道反应器外部在第一视角的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种多物料微流道反应器外部在第二视角的结构示意图。

图标：100-多物料微流道反应器；110-微流管道；111-管道本体；112-凸出结构；113-凸出部；114-凸出间隙；115-导流管段；116-进料口；117-反应管段；118-出料口；120-换热管道；121-导流换热管段；122-反应换热管段；123-第一换热口；124-第二换热口；130-反应器壳体；200-第一预设平面；300-第二预设平面；400-第三预设平面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“垂直”、“平行”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直或平行，而是可以稍微倾斜。

术语“第一”、“第二”、“第三”等也仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多组”的含义是指两组及两组以上，“多个”的含义是指两个及两个以上；“数值a～数值b”的范围包括两端值“a”和“b”，“数值a～数值b+计量单位”中的“计量单位”代表“数值a”和“数值b”二者的“计量单位”。

另外，需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“特征1和/或特征2”，均是指可以单独地为“特征1”、单独地为“特征2”、“特征1”加“特征2”，该三种情况。

下面对本申请实施例的微流管道110以及多物料微流道反应器100进行具体说明。

请参阅图1和图2，第一方面，本申请实施例提供一种微流管道110，包括管道本体111以及凸设于管道本体111内壁的至少一组凸出结构112。凸出结构112的组数不限于一组，当凸出结构112为多组时沿管道本体111的周向分布，该多组凸出结构112可选地均匀或非均匀地沿管道本体111的周向分布。

每组凸出结构112包括沿管道本体111的轴向间隔分布的多个凸出部113，且微流管道110内任意两个凸出部113间隔分布。每组凸出结构112中的任意相邻两个凸出部113之间的空隙为凸出间隙114。

本申请实施例提供的微流管道110，用于物料流动和反应，其采用管道的形式，制备简单且成本低。在管道本体111内设置沿轴向上间隔分布的凸出部113，该具有凸出部113的微流管道110例如可以通过三维建模软件构建整体模型，将模型切片后将模型切片代码导入到增材制造机器里，然后例如采用激光法、光固化法和热挤出法等增材方式层层打印形成内部含凸起的流道管件，从而完成制备，制备方便且具有较好的防泄漏效果。管道本体111内壁的该凸出部113的设置使得物料在经过凸出部113的时候流动更湍急，凸出部113能够用于物料在管道内流动时进行扰流，能有效提高反应物在流道内的混合效果，从而提高物料在流到内的反应效率。

本申请中，微流管道110内任意两个凸出部113间隔分布是指，当凸出结构112设置为多组时，来自于不同组的凸出结构112中的任意两个凸出部113间隔分布，保证物料在不同组的凸出结构112的凸出部113之间能够顺畅且连续地流动。

可以理解的是，在本申请中，凸出部113的形态不限，其可以根据本领域公知的方式设置，该凸出部113例如可以设置为点状、条状或者螺旋状；在仅设置有一组凸出结构112的实施例中，该凸出部113例如还可以设置为环状。

考虑到点状结构的凸出部113既具有较好的扰流作用，且在管道本体111内部设置方便、耗材少，在一些示例性的实施方案中，每个凸出部113均为点状结构。作为一种示例，点状结构是指最大尺寸与最小尺寸的比值小于3的凸起，点状结构中最大尺寸与最小尺寸进一步可选地小于2，示例性地接近1。

在本申请中，点状结构的凸出部113的形状也不限，其可以根据本领域公知的方式设置，该点状结构例如但不限于设置为球状、半球状、多球状、棱锥状、棱柱状以及不规则多面体状等。

考虑到物料在微流管道110内流动时，该物料沿管道本体111的轴向运动。当凸出结构112设置为多组时，将管道本体111内任意相邻的两个凸出部113设置在管道本体111的轴向上不同位置处，即是指微流管道110内任意两个凸出部113中一者位于另一者的下游，该设置方式中，既有利于物料在管道内顺畅且连续地流动，且使得每个凸出部113都能够较好地发挥扰流的作用，同时也方便凸出部113在管道内的设置。

在一些示例性的实施方案中，凸出结构112为多组时，为了使得微流管道110内任意两个凸出部113中一者位于另一者的下游，在管道本体111的轴向上，任意两个凸出部113到第一预设平面200(如图2所示)的距离不同，管道本体111的轴向与第一预设平面200垂直。

可以理解的是，在本申请的实施例中，凸出结构112为多组时，多组凸出结构112可以沿管道本体111的周向均匀或非均匀分布，均匀分布的形式使得凸出部113对物料的扰流作用更均衡。

在一些示例性的实施方案中，每组凸出结构112的任意两个凸出部113在第一预设平面200内的正投影至少部分重合，凸出部113在第一预设平面200内的正投影是指凸出部113沿管道本体111的轴向垂直投射在第一预设平面200内的投影，可选地，组凸出结构112的任意两个凸出部113在第一预设平面200内的正投影完全重合。使得每组凸出结构112在管道本体111的周向上和径向上分布集中、排列规整，保证扰流作用较均匀。

凸出结构112为两组且沿管道本体111的周向均匀分布。使得两组凸出结构112在管道本体111内壁相对设置，有利于更均匀地发挥扰流作用；且其凸出结构112设置为两组的情况相对于设置一组凸出结构112而言扰流更充分，且相对设置更多组凸出结构112而言制备更简单。

作为一种示例，在凸出结构112为两组时，在管道本体111的轴向上，该两组凸出结构112的凸出部113交替设置。上述设置方式使得管道本体111内的腔体呈在管道本体111的轴向上延伸的波浪形，该两组凸出结构112相互配合对物料的扰流作用更充分。

可以理解的是，在本申请的实施例中，凸出部113的在管道本体111的内壁上的凸出高度不限。考虑到凸出部113在管道本体111的内壁上凸出高度较小时，无法有效实现使物料流动湍急的扰流作用；凸出部113在管道本体111的内壁上凸出高度较大时，凸出部113的自由端与管道本体111的内壁之间的间隙较小，容易影响物料在管道本体111内部的流动。

作为一种示例，在管道本体111的径向上，每个凸出部113的凸出高度与管道本体111内径之比为(1～3)：5，例如但不限于为(1：5)、(1.5：5)、(2：5)、(2.5：5)和(3：5)中的任一者或者任意两者之间的范围。凸出部113在管道本体111的径向上具有合适的凸出高度，保证对物料进行充分的扰流，同时保证物料能够在管道内顺畅且连续地流动。

请参阅图3～图5，第二方面，本申请实施例提供一种多物料微流道反应器100，包括换热管道120以及如第一方面实施例提供的微流管道110。微流管道110用于物料流动和反应；换热管道120与微流管道110对应设置，用于与微流管道110进行热交换。

在本申请中，反应器中的流道均采用管道的形式，制备简单且成本低。作为物料流道的微流管道110在管道本体111内设置沿轴向上间隔分布的凸出部，还能有效提高反应物在流道内的混合效果，从而提高物料在流到内的反应效率。

考虑到在多物料微流道反应器100中，微流管道110中接近进料口116的管段主要进行物料导流和混合，此时对物料的扰流要求相对较小；微流管道110中接近出料口118的管道主要进行物料的反应，此时对物料的扰流要求相对较大。

在一些示例性的实施方案中，微流管道110具有依次连通的导流管段115和反应管段117，微流管道110的进料口116设于导流管段115，微流管道110的出料口118设于反应管段117。

作为一种示例，在管道本体111的径向上，反应管段117中的凸出部113的凸出高度大于导流管段115中的凸出部113的凸出高度。导流管段115中相对较小的凸出部113高度在保证物料能够有效混合的同时，使得导流管段115的制备更加简单；反应管段117中相对较大的凸出部113高度使得物料的流动更湍急，能够对物料产生更大的扰流作用，有利于物料在反应管段117中更充分的反应。

可选地，在上述标准下，导流管段115和反应管段117中的凸出部113的凸出高度在0.01～10mm的范围内进行选择。其中，在管道本体111的径向上，导流管段115以及反应管段117中凸出部113的凸出高度例如但不限于在0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、5mm、8mm和10mm中的任意两者之间的范围内选择。

作为另一种示例，在管道本体111的轴向上，反应管段117中每组凸出结构112中的任意相邻两个凸出部113之间的距离小于导流管段115中每组凸出结构112中的任意相邻两个凸出部113之间的距离。导流管段115中相对较大的凸出部113之间的间距，在保证物料能够有效混合的同时，使得导流管段115的制备更加简单；反应管段117中相对较小的凸出部113之间的间距使得物料的流动更湍急，能够对物料产生更大的扰流作用，有利于物料在反应管段117中更充分的反应。

可选地，在上述标准下，导流管段115中，导流管段115中每组凸出结构112中的任意相邻两个凸出部113之间的距离在1～10mm之间选择，例如在1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm和10mm中的任意两者之间的范围内选择。反应管段117中，每组凸出结构112中的任意相邻两个凸出部113之间的距离在0.04～15mm之间选择，例如在0.04mm、0.07mm、0.1mm、0.4mm、0.7mm、1mm、4mm、7mm、10mm、12mm和15mm中的任意两者之间的范围内选择。

可以理解的是，在本申请的实施例中，导流管段115和反应管段117的延伸方式不限，二者可以在同一个平面内延伸，二者也可以分布在不同的一个或多个平面内延伸。

在一些示例性的实施方案中，导流管段115在第二预设平面300(如图3所示)内延伸，其例如呈U形或者S形路径进行延伸；反应管段117在第三预设平面400(如图3所示)内延伸，其例如呈U形或者S形路径进行延伸；导流管段115和反应管段117在预设方向上间隔分布。其中第二预设平面300与第三预设平面400平行，预设方向与第二预设平面300垂直，该预设方向为如图3所示的a方向。上述设置方式中，导流管道和反应管段117在相互平行的预设平面内延伸，并在垂直于预设平面的预设方向上间隔分布，使得导流管道和反应管段117呈层状间隔分布的形式，有利于减小微流管道110的分布面积，从而能够减小反应器的占用面积。

需要说明的是，在本申请的实施例中，微流管道110的进料口116和出料口118可以按照本领域公知的方式分设于微流管道110的两端端面，当进行多种物料的进料时，可以同时将多个物料管分别与进料口116连通进行进料，或者将物料先混合后通过一个混料管与进料口116连通进行进料。

考虑到在多物料的反应中，可能某几种物料会先反应形成中间产物，中间产物能够再与剩下的物料进行反应。上述情况下，先根据需要通入某一种或多种物料，再在部分物料流动反应一定程度后通入其他物料，将有利于保证多种物料之间能够较好地实现反应。

在一些示例性的实施方案中，微流管道110设有沿管道本体111的轴向间隔分布的多个进料口116。作为一种示例，其中一个进料口116设置于微流管道110的上游端端面，其他的进料口116贯穿开设于微流管道110的侧壁。将多个进料口116沿管道本体111的轴向间隔分布，便于根据物料之间的反应情况，选择在轴向上位置不同的进料口116分别通入不同的物料，以保证多种物料之间能够较好地实现反应。

进一步地，在微流管道110整个轴向上的结构一致的实施方式中，位于最下游的进料口116可选地设置于微流管道110的中段；在微流管道110包括结构不同的导流管段115和反应管段117的实施方式中，位于最下游的进料口116可选地设置于导流管段115的下游段。上述的设置方式，使得该最下游的进料口116可以用于在部分物料流动混合或者流动反应一定程度后通入需要后加入的剩余物料，方便根据加料要求控制不同物料具有不同的先后加料顺序。

考虑到合适的进料口116内径、出料口118内径和微流管道110内径，有利于保证物料有合适的进料和流动速度，从而有利于物料更好地混合和反应。

在一些可能的实施方案中，进料口116内径和导流管段115的内径相同，出料口118内径和反应管段117的内径相同；可选地，导流管段115的内径与反应管段117的内径相同。以进料口116内径作为示例，其可选为0.05～20mm，例如但不限于为0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm和20mm中的任一者或者任意两者之间的范围。

在本申请的实施例中，换热管道120可以为用于容置加热介质的管道，也可以为用于容置冷却介质的管道，或者可以为既能容置加热介质也能更换容置冷却介质的管道，换热管道120的材质可以根据加热和冷却的换热要求进行选择。其中，换热管道120可以根据本领域公知的方式在轴向上的两端分别设置第一换热口123和第二换热口124，用于冷却介质的出入。

考虑到合适的换热管道120内径，有利于保证有合适的换热量，从而保证换热效果。

在一些可能的实施方案中，换热管道120内径、第一换热口123内径和第二换热口124内径相同，且均大于微流管道110的内径。以换热管道120内径作为示例，其可选地为1～20mm，例如但不限于为1mm、2mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm和20mm中的任一者或者任意两者之间的范围。

可以理解的是，在本申请的实施例中，换热管道120与微流管道110对应设置方式不限。从换热管道120的延伸方式上来说，换热管道120例如可以与微流管道110平行，也可以是以环状或者螺旋状的形式围设于微流管道110外。在换热管道120于与微流管道110平行的方式中，换热管道120可以和微流管道110在同一个平面内延伸，二者也可以在相互平行的两个平面内延伸。从换热管道120的分布区域上来说，换热管道120可以与微流管道110整个轴向上的管段对应，也可以仅与微流管道110在轴向上的部分管段对应。

考虑到在需要加热的反应中，换热管道120与微流管道110之间具有较好的换热效果时，能够保证对物料的加热效果，有利于物料的反应。在需要冷却的反应中，换热管道120与微流管道110之间具有较好的换热效果时，能够保证对微流管道110和物料的加热效果，有利于物料的反应，还有利于对多物料微流道反应器100中的微流管道110等结构的保护。

为了保证换热管道120能够较好地与微流管道110进行热交换，需要尽可能地将换热管道120靠近微流管道110在轴上的整个管段设置。在一些示例性的实施方案中，能够方便地将换热管道120靠近微流管道110在轴向上的整个管段设置，保证换热管道120能够较好地与微流管道110进行热交换；同时，该设置方式结构紧凑、节省空间。

当然，在本申请的其他实施方案中，微流管道110和换热管道120不限于容置于同一个反应器壳体130内，例如当换热管道120仅与微流管道110在轴向上的部分管段对应时，可以将大部分微流管道110设置于一个反应器壳体130内，主要用于导流和反应，同时将换热管道120与微流管道110下游段容置于一个反应器壳体130内，主要用于进行反应后期的换热。

考虑到较大的换热区域有利于充分实现换热，在一些示例性的实施方案中，换热管道120与微流管道110整个轴向上的管段对应。进一步地，换热管道120与微流管道110平行，其设置方便且方便换热管道120靠近微流管道110设置。

在微流管道110具有依次连通的导流管段115和反应管段117的实施例中，作为一种示例，换热管道120具有依次连通的导流换热管段121和反应换热管段122。导流换热管段121与导流管段115对应设置，该导流换热管段121例如在与第二预设平面300平行的第四预设平面(图未示)内延伸，用于与导流管段115进行热交换。反应换热管段122与反应管段117对应设置，该反应换热管段122例如在与第三预设平面400平行的第五预设平面(图未示)内延伸，用于与反应管段117进行热交换。上述技术方案中，换热管道120具有导流换热管段121和反应换热管段122，导流换热管段121用于与导流管段115进行热交换，反应换热管段122用于与反应管段117进行热交换，使得导流管段115和反应管段117分别与一个换热管段一一对应设置，保证导流管段115和反应管段117均能较好地与换热管道120进行热交换。

可选地，导流换热管段121与导流管段115在预设方向上的距离相同，且反应换热管段122与反应管段117在预设方向上的距离相同，可选地均为1～500mm，例如但不限于为1mm、5mm、10mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm和500mm中的任意一者或者任意两者之间的范围。

当然，在微流管道110具有依次连通的导流管段115和反应管段117的实施例中，换热管道120不限于设置用于分别与导流管段115和反应管段117对应的导流换热管段121和反应换热管段122，其例如也可以将微流管道110设置于导流管段115和反应管段117之间，用于同时实现与导流管段115和反应管段117的热交换。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种多物料微流道反应器100，其微流管道110和换热管道120设置于同一个反应器壳体130内，且该微流管道110和换热管道120的设置方式如图3所示，微流管道110中的凸出结构112为两组且分布方式如图1所示。其中：

导流管段115上的进料口116设置为5个，其中1个设置于导流管段115的上游端面，另外4个沿导流管段115的轴向间隔分布于导流管段115的侧壁；反应管段117上的出料口118设置为1个，其开设于反应管段117的下游端面；进料口116、导流管段115、出料口118和反应管段117的内径均为5mm。

微流管道110中，凸出部113为半球状。在导流管段115中，该半球状的凸出部113的直径为1mm，每组凸出结构112中的相邻两个凸出部113之间的距离为10mm；在反应管段117中，该半球状凸出部113的直径为1.5mm，每组凸出结构112中的相邻两个凸出部113之间的距离为5mm。

换热管道120的两端端面分别开设有第一换热口123和第二换热口124，第一换热口123、第二换热口124和换热管道120的内径均为15mm。

导流换热管段121与导流管段115之间的距离为10mm，反应换热管段122与反应管段117之间的距离为10mm。

采用本实施例提供的多物料微流道反应器100进行加热反应，反应物料包括A物料、B物料和C物料。其中，A物料、B物料和C物料中的至少一种为液体物料；A物料和B物料会先反应生成D中间产物，D中间产物会与C物料反应生成E最终产物。

加热反应包括：

在换热管道120中通入加热油进行传热，以促进化学反应。

将导流管段115上最靠近上游的两个进料口116和靠近下游的一个进料口116打开，将其余的进料口116用螺母锁紧。将A物料和B物料分别通过导流管段115上最靠近上游的两个进料口116通入，将C物料通过导流管段115上靠近下游的一个进料口116通入，使得A物料和B物料在导流管道内流动一段距离并生成D中间产物，在到达导流管段115上靠近下游的一个进料口116处的管段时与C物料混合。物料在经过导流管段115上靠近下游的一个进料口116处的管段后，继续往导流管段115的下游及反应管段117流动，以充分进行混合和反应，最后E最终产物从出料口118流出。

实施例2

一种多物料微流道反应器100，其微流管道110和换热管道120设置于同一个反应器壳体130内，且该微流管道110和换热管道120的设置方式如图3所示，微流管道110中的凸出结构112为两组且分布方式如图1所示。其中：

导流管段115上的进料口116设置为5个，其中1个设置于导流管段115的上游端面，另外4个沿导流管段115的轴向间隔分布于导流管段115的侧壁；反应管段117上的出料口118设置为1个，其开设于反应管段117的下游端面；进料口116、导流管段115、出料口118和反应管段117的内径均为8mm。

微流管道110中，凸出部113为锥状。在导流管段115中，该锥状的凸出部113的高度沿导流管段115的径向延伸，且为1.5mm；该锥状的凸出部113在高度方向上的底部靠近导流管段115的内壁设置，且尺寸最大的底面的直径为2mm，每组凸出结构112中的相邻两个凸出部113之间的距离为12mm；在反应管段117中，该锥状的凸出部113的最大维度的尺寸为2mm，每组凸出结构112中的相邻两个凸出部113之间的距离为6mm。

换热管道120的两端端面分别开设有第一换热口123和第二换热口124，第一换热口123、第二换热口124和换热管道120的内径均为15mm。

导流换热管段121与导流管段115之间的距离为10mm，反应换热管段122与反应管段117之间的距离为10mm。

采用本实施例提供的多物料微流道反应器100进行放热反应，反应物料包括A物料、B物料和C物料。其中，A物料、B物料和C物料中的至少一种为液体物料；A物料和B物料会先反应生成D中间产物，D中间产物会与C物料反应生成E最终产物。

放热反应包括：

在换热管道120中通入冷却水进行冷却，带走反应产生的热量，防止热量过大而引起反应过程的附加产物的产生，同时防止热量过大造成装置的破坏。

将导流管段115上最靠近上游的两个进料口116和靠近下游的一个进料口116打开，将其余的进料口116用螺母锁紧。将A物料和B物料分别通过导流管段115上最靠近上游的两个进料口116通入，将C物料通过导流管段115上靠近下游的一个进料口116通入，使得A物料和B物料在导流管道内流动一段距离并生成D中间产物，在到达导流管段115上靠近下游的一个进料口116处的管段时与C物料混合。物料在经过导流管段115上靠近下游的一个进料口116处的管段后，继续往导流管段115的下游及反应管段117流动，以充分进行混合和反应，最后E最终产物从出料口118流出。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微流管道，其特征在于，包括：

管道本体；以及

凸设于所述管道本体内壁的至少一组凸出结构，所述凸出结构为多组时沿所述管道本体周向间隔分布；每组所述凸出结构包括沿所述管道本体的轴向间隔分布的多个凸出部，且所述微流管道内任意两个所述凸出部间隔分布。

2.根据权利要求1所述的微流管道，其特征在于，所述凸出结构为多组；在所述管道本体的轴向上，所述微流管道内任意两个所述凸出部到第一预设平面的距离不同，所述管道本体的轴向与所述第一预设平面垂直。

3.根据权利要求2所述的微流管道，其特征在于，所述凸出结构为两组且沿所述管道本体的周向均匀分布；每组所述凸出结构的任意两个所述凸出部在所述第一预设平面内的正投影至少部分重合。

4.根据权利要求3所述的微流管道，其特征在于，在所述管道本体的轴向上，两组所述凸出结构的所述凸出部交替设置。

5.根据权利要求1～4任一项所述的微流管道，其特征在于，在所述管道本体的径向上，每个所述凸出部的凸出高度与所述管道本体内径之比为(1～3)：5；和/或，每个所述凸出部均为点状结构。

6.一种多物料微流道反应器，其特征在于，包括：

如权利要求1～5任一项所述的微流管道，用于物料流动和反应；

换热管道，与所述微流管道对应设置，用于与所述微流管道进行热交换。

7.根据权利要求6所述的多物料微流道反应器，其特征在于，所述微流管道具有依次连通的导流管段和反应管段，所述微流管道的进料口设于所述导流管段，所述微流管道的出料口设于所述反应管段；

其中，在所述管道本体的径向上，所述反应管段中的所述凸出部的凸出高度大于所述导流管段中的所述凸出部的凸出高度；和/或，在所述管道本体的轴向上，所述反应管段中每组所述凸出结构中的任意相邻两个所述凸出部之间的距离小于所述导流管段中每组所述凸出结构中的任意相邻两个所述凸出部之间的距离。

8.根据权利要求7所述的多物料微流道反应器，其特征在于，所述导流管段在第二预设平面内延伸，所述反应管段在第三预设平面内延伸，所述第二预设平面与第三预设平面平行；所述导流管段和所述反应管段在预设方向上间隔分布，所述预设方向与所述第二预设平面垂直。

9.根据权利要求6～8任一项所述的多物料微流道反应器，其特征在于，所述微流管道设有沿所述管道本体的轴向间隔分布的多个进料口。

10.根据权利要求6～8任一项所述的多物料微流道反应器，其特征在于，所述微流管道和所述换热管道均容置于同一个反应器壳体内。

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