CN203437114U - 一种微通道反应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种微通道反应器，包括反应室、注入管及输出管，反应室设置有分别与注入管、输出管相连通的输入混合腔、输出混合腔，反应室包括基板及盖板，基板设置有连通输入混合腔和输出混合腔的、上端开口的反应通道，反应通道内密布排列有微丝或微球，反应通道与盖板配合将微丝或微球压紧，微丝之间、微丝与反应通道、微丝与盖板之间形成微通道，或微球之间、微球与反应通道、微球与盖板之间形成微通道。本实用新型利用微通道高效的传质传热能力完成反应，结构简单，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反应通道内时，各反应物在微球形成的微通道内形成紊流，混合效果更佳。

Description

一种微通道反应器
技术领域
本实用新型涉及一种反应器，特别是一种微通道反应器。
背景技术
微通道反应器是指特征尺度在数百微米以下的微型设备，其具有传质传热效率高、返混几率小及能更好地控制反应温度和停留时间等优点。然而现有的微通道反应器一般采用光刻、激光化学三维写入等方法制造，往往存在结构复杂，加工成本高的缺点。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、生成成本低的微通道反应器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种微通道反应器，包括反应室，及与反应室密封连接的注入管及输出管，反应室设置有分别与注入管、输出管相连通的输入混合腔、输出混合腔，所述反应室包括基板，及与基板密封连接的盖板，所述基板设置有连通输入混合腔和输出混合腔的、上端开口的反应通道，反应通道内密布排列有微丝或微球，反应通道与盖板配合将微丝或微球压紧，微丝之间、微丝与反应通道、微丝与盖板之间形成微通道，或微球之间、微球与反应通道、微球与盖板之间形成微通道。
作为上述技术方案的改进，所述反应通道设置有若干个，若干个反应通道平行排列形成一排。 
进一步，所述反应通道设置有两排，两排反应通道之间设置有混合通腔。
进一步，所述密布排列在反应通道内的微丝或微球可采用相同直径或不同直径。
进一步，所述微丝或微球的直径小于0.5mm，以形成微米级和纳米级共存的微通道。
进一步，所述微丝在反应通道内排列形成单层或多层结构，各层内的微丝轴线呈一直线或弯曲线。
进一步，所述微丝在反应通道内排列形成多层结构，相邻两层内的微丝直接接触或两者之间设置有隔板。
进一步，所述输入混合腔在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大。
进一步，所述输出混合腔在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄。
进一步，所述输入混合腔在连通注入管的位置处设置有将其分隔形成各分室的密封隔板，各分室分别与各注入管连通，且在输入混合腔末端连通。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过注入管将各反应物注入反应室内，各反应物在输入混合腔初步混合后进入各微通道，利用微通道高效的传质传热能力完成反应，生成物经过输出混合腔汇集后由输出管输出。本实用新型通过将微丝或微球密布排列于反应通道内，并通过盖板将微丝或微球压紧，即可形成微通道，结构简单，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反应通道内时，各反应物在微球形成的微通道内形成紊流，各反应物的混合效果更佳，加速混合和反应的进行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型安装结构示意图；
图2是本实用新型的剖视图；
图3是本实用新型中的基板的示意图；
图4是本实用新型中的盖板的示意图；
图5是微丝在反应通道内的排列示意图。
具体实施方式
参照图1至图5，本实用新型的一种微通道反应器包括反应室1，及与反应室1密封连接的注入管2及输出管3，反应室1设置有分别与注入管2、输出管3相连通的输入混合腔13、输出混合腔14，所述反应室1包括基板11，及与基板11密封连接的盖板12，基板11与盖板12之间可以采用卡扣连接或螺纹连接或螺栓连接，所述基板11设置有连通输入混合腔13和输出混合腔14的、上端开口的反应通道111，反应通道111内密布排列有微丝4或微球，反应通道111与盖板12配合将微丝4或微球压紧，微丝4之间、微丝4与反应通道111、微丝4与盖板12之间形成微通道，或微球之间、微球与反应通道111、微球与盖板12之间形成微通道。
本实用新型通过注入管2将各反应物注入反应室1内，各反应物在输入混合腔13初步混合后进入各微通道，利用微通道高效的传质传热能力完成反应，生成物经过输出混合腔14汇集后由输出管3输出。本实用新型通过将微丝4或微球密布排列于反应通道111内，并通过盖板12将微丝4或微球压紧，即可形成微通道，结构简单，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反应通道111内时，各反应物在微球形成的微通道内形成紊流，各反应物的混合效果更佳，加速混合和反应的进行。
优选地，为了提高反应室1的传质传热效率，所述反应通道111设置有若干个，若干个反应通道111平行排列形成一排。所述反应通道111设置有两排，两排反应通道111之间设置有混合通腔112，混合通腔112将流经前排微通道被分成多股细流的液体汇集，可以将未混合反应充分的液体流入下一排内的微通道继续反应，反应更充分。
所述密布排列在反应通道111内的微丝4或微球可采用相同直径或不同直径，相同直径的微丝4或微球密布排列后可形成尺寸一致的微通道，而不同直径的微丝4或微球密布排列后可形成大小不一的微通道。
所述微丝4或微球的直径小于0.5mm，由于微丝4之间或微球之间的微通道呈三边为弧形的三角形，当微丝4或微球的直径选取上述范围时，三角形整体上可以达到微米级，而其趋近顶点的狭窄位置处则可形成纳米级，即可形成微米级和纳米级共存的微通道，缩短反应物间的扩散距离，加快混合速度。
优选地，所述微丝4在反应通道111内排列形成单层或多层结构，各层内的微丝4轴线呈直线或弯曲线，本具体实施例中，各层内的微丝4轴线呈直线。特别地，当各层内的微丝4轴线呈弯曲线时，微丝4之间形成弯曲的微通道，使得液体在流经弯曲的微通道时受到不断的挤压和拉伸，使液体内产生剧烈的湍流，从而加速了混合和反应的速度。
所述微丝4在反应通道111内排列形成多层结构，相邻两层内的微丝4直接接触或两者之间设置有隔片。本具体实施例中，将所有相邻两层内的微丝4直接接触；当然，本实用新型也可以通过隔片的隔断作用，将反应通道111内的层与层之间的微丝4形成蛇弯连通结构，用于多种反应物先后加入反应的场合。
为了使各反应物初步混合后能够更加顺畅地进入各微通道内，所述输入混合腔13在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大。同样地，为了使生成物从微通道流出后能更好地进入输出管3，所述输出混合腔14在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄。
为了避免各反应物直接在注入管2处混合反应，优选地，所述输入混合腔13在连通注入管2的位置处设置有将其分隔形成各分室的密封隔板5，各分室分别与各注入管2连通，且在输入混合腔13末端连通。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微通道反应器，包括反应室（1），及与反应室（1）密封连接的注入管（2）及输出管（3），反应室（1）设置有分别与注入管（2）、输出管（3）相连通的输入混合腔（13）、输出混合腔（14），其特征在于：所述反应室（1）包括基板（11），及与基板（11）密封连接的盖板（12），所述基板（11）设置有连通输入混合腔（13）和输出混合腔（14）的、上端开口的反应通道（111），反应通道（111）内密布排列有微丝（4）或微球，反应通道（111）与盖板（12）配合将微丝（4）或微球压紧，微丝（4）之间、微丝（4）与反应通道（111）、微丝（4）与盖板（12）之间形成微通道，或微球之间、微球与反应通道（111）、微球与盖板（12）之间形成微通道。
2.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述反应通道（111）设置有若干个，若干个反应通道（111）平行排列形成一排。
3.根据权利要求2所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述反应通道（111）设置有两排，两排反应通道（111）之间设置有混合通腔（112）。
4.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述密布排列在反应通道（111）内的微丝（4）或微球可采用相同直径或不同直径。
5.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述微丝（4）或微球的直径小于0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述微丝（4）在反应通道（111）内排列形成单层或多层结构，各层内的微丝（4）轴线呈一直线或弯曲线。
7.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述微丝（4）在反应通道（111）内排列形成多层结构，相邻两层内的微丝（4）直接接触或两者之间设置有隔片。
8.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述输入混合腔（13）在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大。
9.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述输出混合腔（14）在高度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐扩大，在宽度尺寸上沿反应物的流动方向逐渐收窄。
10.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述输入混合腔（13）在连通注入管（2）的位置处设置有将其分隔形成各分室的密封隔板（5），各分室分别与各注入管（2）连通，且在输入混合腔（13）末端连通。
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