CN205182697U - 一种层叠式微通道反应器 - Google Patents
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Abstract
一种层叠式微通道反应器，包括进口盖板，第一反应板，第二反应板和出口盖板，第一反应板和第二反应板上加工有微通道阵列，依次叠置在相对放置的进口盖板和出口盖板之间。第一反应板上的微通道的底面设有微孔。两种反应流体分别从各自进口流入，进入各自均流腔，均流腔为三角形形状，腔室内可放置不同形状的内构件，流入的流体在微通道阵列内分成若干股，两种反应流体逆向流动，从而能有效增强流体分布均匀性，加强混合效果，降低流体流过微通道反应器的压力损失。与现有带有微筛孔结构的反应器相比，本实用新型提高了流体分布均匀性，增强流体混合效率、降低反应器压力损失，具有反应效率高，混合均匀，操作简便，节省空间，制作成本低的优点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种反应器或混合器，更具体地，涉及一种用于微化学反应的微通道反应器，属于化学化工设备技术领域。
背景技术：
在化学工业中两种流体的混合是常见的传质过程，常用的反应设备有混料釜、萃取塔、静态混合器等，它们处理量大，能够满足大规模生产的需要。然而，总体来说，这些混合设备为流体提供的是宏观尺度的混合，存在混合效率低下、动力消耗大、设备体积大等缺点。
随着人们对反应要求的提高和微加工技术的不断发展，微反应技术及其设备成为关注和研究的热点。从本质上说，微通道反应器是一种连续流动的管式反应器，其通道尺寸在10μm-3mm的范围，由于尺度效应，微通道反应器是一种单元反应界面尺度微米级的微型化学反应系统，与传统宏观反应器相比，微反应器有以下优势：(1)极大的比表面积，通常可比传统工业设备高10～15倍。因此传热、传质过程得到较大强化，有利于流体的快速均匀混合以及等温操作；(2)反应更加安全，传递过程的强化使反应器内的反应过程更容易控制；(3)独特的流动特性，其流体流动通常为层流，具有较强的方向性、对称性和有序性，有利于对过程进行精确的理论描述和模拟；(4)催化剂的高通量筛选；(5)采用“数增放大”，无工业放大效应。
随着微加工技术的不断发展，微通道反应器得到了越来越广泛的应用。CN203540511U公开了一种通道流速均布的层叠型微通道反应器。包括进口盖板、第一反应板，第二反应板和出口盖板，第一反应板和第二反应板上加工有微通道阵列，交替叠置在相对放置的进口盖板和出口盖板之间。反应流体通过一个进口流入微通道阵列，从两个出口流出，提高了反应流体在微通道阵列的溯流分布均匀性，能有效提高微通道反应器的反应效率。同时，一个进口两个出口的分流结构可以有效降低流体流过微通道反应器的压力损失。
发明内容：
在现有技术的基础上，本实用新型要解决的技术问题是提供一种流体分布均匀，流体压降损失小、适用于由两种反应流体参与的具有吸放热反应且易于制造的微通道反应器。
一种层叠式微通道反应器，包括进口盖板1，第一反应板2，第二反应板3和出口盖板5；第一反应板、第二反应板依次叠置在相对放置的进口盖板和出口盖板之间；
所述的进口盖板1中部开有第一反应流体进口1-1，进口盖板1下部开有第二反应流体进口1-2；
所述的第一反应板2中部开有第一反应流体进口2-1，第一反应板2下部开有第二反应流体进口2-2；
所述的第一反应板2的一面开有与侧面平行的微通道阵列2-5，微通道阵列2-5上部开有均流分布腔2-6，第一反应板2上的第一反应流体进口2-1位于均流分布腔2-6内，所述的微通道阵列下部闭合，所述的第二反应流体入口2-2在所述的微通道阵列下部，第一反应板2的另一面为平面结构；
所述的第一反应板2上的微通道阵列2-5的微通道的底面上均开有微孔；
所述的第二反应板3下部开有第二反应流体进口3-2，第二反应板3上部开有混合后流体出口3-1；
所述的第二反应板3的一面开有与侧面平行的微通道阵列3-5，微通道阵列3-5上部开有方形分布腔3-6，混合后流体出口3-1位于方形分布腔3-6内，微通道阵列3-5下部开有均流分布腔3-7，第二反应流体进口3-2位于均流分布腔3-7内，第二反应板3的另一面为平面结构；
所述的出口盖板5上部开有混合后流体出口5-1。
本实用新型提供的层叠式微通道反应器的有益效果为：
本实用新型提供的层叠式微通道反应器使用不锈钢与玻璃配合，耐腐蚀，且可目测反应过程；采用三角形分布腔，将流体通过微通道阵列分成若干股，并在腔内放置内构件，可以有效提高流体分布均匀度，加强混合，降低微通道反应器内压力损失；采用多层不锈钢片层叠的方式形成流道，使得反应器模块化，提高了结构稳定性；加入功能基板，解决反应器的换热问题，扩大反应器的适用范围，提高反应的收率与安全性。
附图说明
图1是层叠式微通道反应器的结构示意图；
图2是层叠式微通道反应器的进口盖板结构示意图；
图3是层叠式微通道反应器的第一反应板结构示意图；
图4是层叠式微通道反应器的第二反应板结构示意图；
图5是层叠式微通道反应器的功能基板结构示意图；
图6是层叠式微通道反应器的出口盖板结构示意图；
图7是层叠式微通道反应器的第一反应板微通道阵列示意图；
图8是层叠式微通道反应器的第二反应板微通道阵列示意图；
图中，1、进口盖板，2、第一反应板，3、第二反应板，4、功能基板、5、出口盖板。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
一种层叠式微通道反应器，包括进口盖板1，第一反应板2，第二反应板3和出口盖板5；第一反应板、第二反应板依次叠置在相对放置的进口盖板和出口盖板之间；
所述的进口盖板1中部开有第一反应流体进口1-1，进口盖板1下部开有第二反应流体进口1-2；
所述的第一反应板2中部开有第一反应流体进口2-1，第一反应板2下部开有第二反应流体进口2-2；
所述的第一反应板2的一面开有与侧面平行的微通道阵列2-5，微通道阵列2-5上部开有均流分布腔2-6，第一反应板2上的第一反应流体进口2-1位于均流分布腔2-6内，所述的微通道阵列下部闭合，所述的第二反应流体入口2-2在所述的微通道阵列下部，第一反应板2的另一面为平面结构；
所述的第一反应板2上的微通道阵列2-5的微通道的底面上均开有微孔；
所述的第二反应板3下部开有第二反应流体进口3-2，第二反应板3上部开有混合后流体出口3-1；
所述的第二反应板3的一面开有与侧面平行的微通道阵列3-5，微通道阵列3-5上部开有分布腔3-6，混合后流体出口3-1位于分布腔3-6内，微通道阵列3-5下部开有均流分布腔3-7，第二反应流体进口3-2位于均流分布腔3-7内，第二反应板3的另一面为平面结构；
所述的出口盖板5上部开有混合后流体出口5-1。
优选地，在第二反应板3与出口盖板5之间叠置功能基板4，所述的功能基板4上设置换热通道4-5；所述的进口盖板1、第一反应板2、第二反应板3和功能基板4上部开有贯通的冷却流体入口，所述的功能基板、出口盖板5上开游贯通的冷却流体出口，所述的功能基板4上的冷却流体入口经换热通道与冷却流体出口相通。
优选地，所述的第一反应板2和第二反应板3的微通道阵列面朝相同。
优选地，所述的第一反应板内的微通道阵列与第一流体入口位置与第二反应板内的微通道阵列与第二流体入口位置的设置使得二者流体流动方向逆向。
优选地，所述的第一反应板与所述的第二反应板上的均流分布腔为三角形，且在所述的均流分布腔内放置内构件。
优选地，所述的第一反应板与所述的第二反应板上的微通道阵列的微通道截面呈倒梯形。
优选地，所述的反应器由不锈钢制成。
下面参照附图详细说明本实用新型提供的层叠式微通道反应器的具体结构，但本实用新型并不因此而受到限制。
优选情况下，如附图1所示，层叠式微通道反应器包括进口盖板1，第一反应板2，第二反应板3，功能基板4、出口盖板5；相对放置在进口盖板1和出口盖板5之间，从进口盖板1到出口盖板5间依次放置第一反应板2、第二反应板3和功能基板4，第一反应板2和第二反应板3的微通道阵列面朝向相同。
如附图2所示，所述的进口盖板1中间开有第一反应流体进口1-1，进口盖板1下面中间左侧开有第二反应流体进口1-2，进口盖板1上方两侧角上各有一个冷却流体入口1-3、1-4；
如附图3所示，所述的第一反应板2中间开有第一反应流体进口2-1，第一反应板2下面中间左侧开有第二反应流体进口2-2，第一反应板2上面两侧角上各开有一个冷却流体入口2-3、2-4；
所述的第一反应板2的一面开有与侧面平行的微通道阵列2-5，微通道阵列2-5上部开有均流分布腔2-6，第一反应流体进口2-1位于均流分布腔2-5内，均流分布腔内放置有内构件2-7，微通道阵列下部闭合，第二反应流体入口2-2在微通道阵列下方，第一反应板2的另一面为平面结构；
如附图7所示，所述的第一反应板2上的微通道阵列2-5的微通道的截面呈倒梯形，在微通道的底面上均开有均匀分布的微孔，微孔内部为粗糙表面；
如附图4所示，所述的第二反应板3下面中间开有第二反应流体进口3-2，第二反应板3上面中间开有混合后流体出口3-1，第一反应板3上面两侧角上各开有一个冷却流体入口3-3、3-4；
所述的第二反应板3的一面开有与侧面平行的微通道阵列3-5，微通道阵列3-5上部开有方形分布腔3-6，混合后流体出口3-1位于方形分布腔3-6内，微通道阵列3-5下部开有均流分布腔3-7，第二反应流体进口3-2位于均流分布腔3-7内，均流分布腔内放置有内构件3-8，第二反应板3的另一面为平面结构；
所述的第一流体与第二流体分别在第一反应板与第二反应板内呈相对逆向流动。
如附图8所示，所述的第二反应板3上的微通道阵列3-5的微通道的截面呈倒梯形。
如附图5所示，所述的功能基板上面两侧角上角上各有一个冷却流体入口4-3、4-4，功能基板下部中间右侧开有冷却流体出口4-2，功能基上面中间开有混合后流体出口4-1；
所述的功能基板4的一面开有与侧面平行的微通道阵列4-5，微通道阵列4-5上部开有均流分布腔4-6，冷却流体入口4-3、4-4位于均流分布腔4-6内，微通道阵列3-5下部开有集流分布腔4-7，冷却流体出口4-2位于集流分布腔内，混合后流体出口4-1位于均流分布腔4-6外，流体出口在板换热通道与流动通道间可以有任意角度夹角，但以与流动通道平行或垂直为多。
如附图6所示，所述的出口盖板4上面中间开有混合后流体出口5-2，出口盖板5下面中间右侧开有冷却流体出口5-1。
本实用新型提供的层叠式微通道反应器的使用方法，所述的进口盖板1，第一反应板2，第二反应板3和出口盖板5叠置，经螺丝紧固为一个整体，优选情况下在第二反应板3和出口盖板5之间叠置功能基板4，第一反应流体由进口盖板上的第一反应流体进口进入反应器，流入第一反应板的均流分布腔2-6，经分流后流入第一反应板的微通道阵列，并经所述的微通道阵列底部的微孔进入第二反应板的微通道阵列的流道中。第二反应流体由进口盖板的第二反应流体入口进入，经第一反应板的第二反应流体入口、第二反应板的第二反应流体入口进入第二反应板上的均流分布腔内，经分流后进入第二反应板上的微通道阵列的流道中，与第一反应流体混合后进入第二反应板上的分布腔内，并经混合流体出口流出。
所述的换热流体经进口盖板上的换热流体入口进入功能基板内的换热通道内，再经换热通道另一侧的换热流体出口流出出口盖板，以调节整个层叠式微通道反应器的温度。
以下经实施例具体说明本实用新型提供的层叠式微通道反应器的应用方法和效果。
实施例1
采用10％的烧碱溶液为第一反应液体，硫含量为50mg/L的正己烷为第二反应液体，冷却流体为温度在40-50℃的冷却水，筛孔直径为5微米，在所设计新型微通道反应器内反应脱硫，在相比为5:1时，脱硫率为98％，碱洗后的硫含量小于1mg/L，正己烷处理量可达300L/h，压降为0.5Mpa。
实施例2
采用硫含量为50mg/L的正己烷为第一反应液体，10％的烧碱溶液为第二反应液体，冷却流体为温度在40-50℃的冷却水，筛孔直径20微米，在所设计新型微通道反应器内反应脱硫，在相比为10:1时，脱硫率为96％，碱洗后的硫含量小于2mg/L，正己烷的处理量可达2000L/h，压降为3Mpa。
Claims (7)
1.一种层叠式微通道反应器，其特征在于：包括进口盖板(1)，第一反应板(2)，第二反应板(3)和出口盖板(5)；第一反应板、第二反应板依次叠置在相对放置的进口盖板和出口盖板之间；
所述的进口盖板(1)中部开有第一反应流体进口(1-1)，进口盖板(1)下部开有第二反应流体进口(1-2)；
所述的第一反应板(2)中部开有第一反应流体进口(2-1)，第一反应板(2)下部开有第二反应流体进口(2-2)；
所述的第一反应板(2)的一面开有与侧面平行的微通道阵列(2-5)，微通道阵列(2-5)上部开有均流分布腔(2-6)，第一反应板(2)上的第一反应流体进口(2-1)位于均流分布腔(2-6)内，所述的微通道阵列下部闭合，所述的第二反应流体入口(2-2)在所述的微通道阵列下部，第一反应板(2)的另一面为平面结构；
所述的第一反应板(2)上的微通道阵列(2-5)的微通道的底面上均开有微孔；
所述的第二反应板(3)下部开有第二反应流体进口(3-2)，第二反应板(3)上部开有混合后流体出口(3-1)；
所述的第二反应板(3)的一面开有与侧面平行的微通道阵列(3-5)，微通道阵列(3-5)上部开有方形分布腔(3-6)，混合后流体出口(3-1)位于方形分布腔(3-6)内，微通道阵列(3-5)下部开有均流分布腔(3-7)，第二反应流体进口(3-2)位于均流分布腔(3-7)内，第二反应板(3)的另一面为平面结构；
所述的出口盖板(5)上部开有混合后流体出口(5-1)。
2.根据权利要求1所述的层叠式微通道反应器，其特征在于，在第二反应板(3)与出口盖板(5)之间叠置功能基板(4)，所述的功能基板(4)上设置换热通道(4-5)；所述的进口盖板(1)、第一反应板(2)、第二反应板(3)和功能基板(4)上部开有贯通的冷却流体入口，所述的功能基板、出口盖板(5)上开有贯通的冷却流体出口，所述的功能基板(4)上的冷却流体入口经换热通道与冷却流体出口相通。
3.根据权利要求1所述的层叠式微通道反应器，其特征在于，所述的第一反应板(2)和第二反应板(3)的微通道阵列面朝相同。
4.根据权利要求1所述的层叠式微通道反应器，其特征在于：所述的第一反应板内的微通道阵列与第二反应板内的微通道阵列中的流体流动方向逆向。
5.根据权利要求1所述的层叠式微通道反应器，其特征在于，所述的第一反应板与所述的第二反应板上的均流分布腔为三角形，且在所述的均流分布腔内放置内构件。
6.根据权利要求1所述的层叠式微通道反应器，其特征在于，所述的第一反应板与所述的第二反应板上的微通道阵列的微通道截面呈倒梯形。
7.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述的反应器由不锈钢制成。
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| CN (1) | CN205182697U (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106076220A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-09 | 杭州沈氏节能科技股份有限公司 | 一种气固相微反应器 |
| CN106237939A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 成都赛普瑞兴科技有限公司 | 反应装置及反应设备 |
| CN107224950A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-03 | 杭州沈氏节能科技股份有限公司 | 微反应器 |
| CN109718876A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 路煜恒 | 一种管程可控的微流控芯片 |
| CN113198403A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-03 | 南京科技职业学院 | 一种微通道反应器 |
| CN113373186A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 华东理工大学 | 一种采用连续流微反应器合成手性(R)-γ-癸内酯的方法 |
| CN113546582A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-26 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种氢氧复合反应器 |
| CN113926402A (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微通道反应器及其应用 |
| CN114130325A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-04 | 浙江解氏新材料股份有限公司 | 一种有机氟化工危险工艺反应用微通道反应器 |
| CN115784152A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-14 | 大连海事大学 | 一种层叠式微通道重整制氢反应器 |
| CN115845761A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-28 | 大连海事大学 | 一种微通道反应板 |
-
2015
- 2015-10-30 CN CN201520858468.4U patent/CN205182697U/zh active Active
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106076220A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-11-09 | 杭州沈氏节能科技股份有限公司 | 一种气固相微反应器 |
| CN106237939A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 成都赛普瑞兴科技有限公司 | 反应装置及反应设备 |
| CN107224950A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-03 | 杭州沈氏节能科技股份有限公司 | 微反应器 |
| CN109718876A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 路煜恒 | 一种管程可控的微流控芯片 |
| CN109718876B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-04-02 | 路煜恒 | 一种管程可控的微流控芯片 |
| CN113926402A (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微通道反应器及其应用 |
| CN113926402B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-04-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微通道反应器及其应用 |
| CN113198403A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-03 | 南京科技职业学院 | 一种微通道反应器 |
| CN113198403B (zh) * | 2021-05-10 | 2022-04-15 | 南京科技职业学院 | 一种微通道反应器 |
| CN113546582A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-26 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种氢氧复合反应器 |
| CN113373186A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 华东理工大学 | 一种采用连续流微反应器合成手性(R)-γ-癸内酯的方法 |
| CN114130325A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-04 | 浙江解氏新材料股份有限公司 | 一种有机氟化工危险工艺反应用微通道反应器 |
| CN115784152A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-14 | 大连海事大学 | 一种层叠式微通道重整制氢反应器 |
| CN115845761A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-28 | 大连海事大学 | 一种微通道反应板 |
| CN115845761B (zh) * | 2022-11-22 | 2024-04-02 | 大连海事大学 | 一种微通道反应板 |
| CN115784152B (zh) * | 2022-11-22 | 2024-04-02 | 大连海事大学 | 一种层叠式微通道重整制氢反应器 |
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