CN205055990U - 新型微反应器反应通道结构 - Google Patents

Abstract

一种新型微反应器反应通道结构，包括基板，所述基板上设置有反应通道，所述反应通道一端设置有进料口，另一端设置有出料口，所述反应通道设置有混合腔，所述混合腔内设置有混合块。新型微反应器反应通道结构整体结构简单，对加工制造的要求较低，适合大规模工业化制造。多股流体各自通过各个进料口进入反应通道中，在反应通道中通过混合腔分流和汇流，通过混合块对物流的扰动以及流速的变化进行强化，提高微反应器的混合效果。多股流体在微反应器的反应通道中通过多个混合腔可实现完全融合，混合效率高，且可实现边混合边反应的效果，尤其适用于强放热反应，避免反应过快造成局部过热现象，从而减小副产物的产生，提高原料转化率和产品产率，使多股物流的混合、弥散、乳化、悬浮、反应等可以达到良好的效果。

Description

新型微反应器反应通道结构

技术领域

本实用新型涉及微化工领域，具体地说，是一种新型微反应器反应通道结构。

背景技术

微化工技术的核心是使用微系统来取代现有的技术手段，而微系统的构建是以微反应器为核心。微反应器，一般是指利用微加工和精密加工技术制造的一种新型的微型化的反应系统，其由众多的微小通道组成，微通道的特征尺度在10μm～3000μm范围内，比常规的管式反应器的尺寸要小得多，但微反应器从本质上来讲仍是一种连续流动的管式反应器。微反应系统通常包括换热、混合、分离、分析和控制等高度集成单元。因具备大比表面积、微小反应体积和微通道内流体独特的流动传质等特性，决定其拥有常规反应器所不可比拟的优良传热、传质和混合性能。

微化工技术的发展，其主要推动力是日趋发达的现代微制造技术和越来越多样化的制造材料。微反应器的制造技术从最开始的湿法化学蚀刻技术到平板印刷电子成型浇铸技术，混合构型从简单地T型、Y型混合构型到较复杂的多支流注入型、水力学聚焦型，以及薄层交叉、重组型等，微通道反应器的混合效率得到了极大的改进，混合方式也日趋完善。

现有的微反应器进行多流股的混合、反应，多采用在外部混合器中混合后进入微反应器反应，或者多股流体在微反应器中直接混合成一股进行反应的方式。前一种方式易出现物料在混合器中即开始部分反应的情况，反应进程难以控制。后一种方式因物料在微反应器中层流流动，混合效果不理想，物料的转化率无法保证。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有微反应器存在的不足，设计了一种新型微反应器反应通道结构。

本实用新型的新型微反应器反应通道结构，包括基板，所述基板上设置有反应通道，所述反应通道一端设置有进料口，另一端设置有出料口，所述反应通道设置有混合腔，所述混合腔内设置有混合块。

优选的是，所述进料口设置有多个。

优选的是，相邻进料口之间呈V形或T形。

优选的是，所述混合腔的宽度大于反应通道的宽度，混合腔内壁与混合块之间设有间隙。

优选的是，所述混合腔内安装有多个混合块。

优选的是，所述混合块的宽度大于反应通道的宽度。

优选的是，所述反应通道中部设置有中间入口。

优选的是，所述反应通道呈S型。

本实用新型的有益效果是：新型微反应器反应通道结构整体结构简单，对加工制造的要求较低，适合大规模工业化制造。多股流体各自通过各个进料口进入反应通道中，在反应通道中通过混合腔分流和汇流，通过混合块对物流的扰动以及流速的变化进行强化，提高微反应器的混合效果。多股流体在微反应器的反应通道中通过多个混合腔可实现完全融合，混合效率高，且可实现边混合边反应的效果，尤其适用于强放热反应，避免反应过快造成局部过热现象，从而减小副产物的产生，提高原料转化率和产品产率，使多股物流的混合、弥散、乳化、悬浮、反应等可以达到良好的效果。

进料口之间呈V形或T形等交叉混合形式，使流体刚进入反应通道就能够相互冲入混合，提高反应混合效果。混合腔的宽度大，混合腔内壁与混合块之间设有间隙，使流体进入混合腔后，先向两边分散，然后再汇集，汇集后流出，能够有效地对流体的扰动以及流速的变化进行强化，提高微反应器的混合效果。混合腔内安装有多个混合块，增加混合腔内分流的线路数量，提高流体汇集后的混合效果。混合块的宽度大，使汇流时流体的流向都指向中心，使汇流的流体形成对冲，增加混合效果。

反应通道设置中间入口，可满足中间进料、反应淬灭、状态监测等需求，提高微反应器使用的灵活性，也便于对微反应器中的反应进行精确控制，保证反应效果。反应通道呈S型，减小占用空间，增加反应通道长度，保证流出反应通道的物料已经充分和混合。

附图说明

附图1为本新型微反应器反应通道结构的结构示意图。

具体实施方式

为了能进一步了解本实用新型的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

本实用新型的具体实施方式如下：

实施例一：

如图1所示，该新型微反应器反应通道结构包括基板1，基板1上设置有反应通道2。基板1为具有一定硬度的材料制成，如亚克力、玻璃、各种合金、碳化硅等。反应通道2通过刻蚀、铸造、3D打印等方式在基板1上加工出来。为了确保不会发生流体的窜液、泄露等问题，反应通道2通过铸造、融合、焊接、螺纹等密封形式进行密封。

反应通道2一端设置有进料口3，另一端设置有出料口4。反应通道2设置有混合腔5，混合腔5内设置有混合块6。

各个物料通过进料口3进入到反应通道2中，沿着反应通道2流动，流动的同时进行混合、反应。物料流经混合腔5时，撞击混合块6并向混合块6两边分散，然后流体再汇集再次混合，最后流出混合腔5，使物流内各种物流通过汇集进一步的混合和反应。经过充分混合和反应的物流最终通过出料口4流出。

实施例二：

实施例二与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：

进料口3设置有多个，相邻进料口3之间呈V形或T形。多种物料通过泵等流体输送设备输送入各自对应的进料口3中，进料口3之间呈角度，各个进料口3进入反应通道2汇集时能够形成一定程度的对冲，提高物料的混合效果。

实施例三：

实施例三与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：

混合腔5的宽度大于反应通道2的宽度，混合腔5内壁与混合块6之间设有间隙。混合腔5的宽度大，能够使混合块6更加有效的阻挡流体，保证流体分散和汇集的效果，并且能够使流体汇集时的流向与反应通道2之间形成一定的夹角，使流体汇集时形成对冲，增加混合和反应效果。

实施例四：

实施例四与实施例三的结构组成基本相同，区别在于：

混合腔5内安装有多个混合块6。使混合块6将流体分成多个分流，提高对流体扰动的影响程度，提高混合效果。

实施例五：

实施例五与实施例三的结构组成基本相同，区别在于：

混合块6的宽度大于反应通道2的宽度。防止流体向混合块6外壁流动后直接流出混合腔5，保证流体在汇集时能够形成对冲混合，保证混合效果。

实施例六：

实施例六与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：

反应通道2中部设置有中间入口7。通过中间入口7可在其他物料进行一定程度的混合和反应后，加入的新的物料，或者放入状态监测元件，实现调整反应形式、进行反应淬灭、对反应状态进行监测等目的。

实施例七：

实施例七与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：

反应通道2呈S型。在基板1面积一定的情况下，提高反应通道2的长度，保证反应和混合充分。

Claims (8)

1.一种新型微反应器反应通道结构，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)上设置有反应通道(2)，所述反应通道(2)一端设置有进料口(3)，另一端设置有出料口(4)，所述反应通道(2)设置有混合腔(5)，所述混合腔(5)内设置有混合块(6)。

2.根据权利要求1所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述进料口(3)设置有多个。

3.根据权利要求2所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，相邻进料口(3)之间呈V形或T形。

4.根据权利要求1所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述混合腔(5)的宽度大于反应通道(2)的宽度，混合腔(5)内壁与混合块(6)之间设有间隙。

5.根据权利要求4所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述混合腔(5)内安装有多个混合块(6)。

6.根据权利要求4所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述混合块(6)的宽度大于反应通道(2)的宽度。

7.根据权利要求1所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述反应通道(2)中部设置有中间入口(7)。

8.根据权利要求1所述的新型微反应器反应通道结构，其特征在于，所述反应通道(2)呈S型。