CN217093429U - 微反应器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种微反应器，其特征在于，用于规模化可控反应，包括容器、反应组件、流量单元，所述反应组件至少部分地处于所述容器内侧，所述容器包括出口及至少两个进口，所述流量单元以控制所述至少两个进口流体流量，所述反应组件具有多通道反应空间，包括至少两个反应板，所述反应板之间形成所述通道，所述容器开合以实现清洗与锁紧，所述反应板的改变使通道参数变化以调控反应，本申请实施例能够解决现有技术中规模化精确调控微反应的问题。
Description
技术领域
本申请属于化工领域，具体涉及一种微反应器。
背景技术
微反应器广泛应用于多种流体之间的微纳反应，通过微反应器反应的产物具有均匀性好，质量高的特点，例如：用微反应器反应沉淀制备催化剂。
微反应器通道越细反应越均匀，但随之成本增加且易堵塞；微反应器难以实现规模化、不易调控不同流体、通道流体不均等问题是导致目前无法广泛应用于规模化企业制造的原因。
因此，实现易清洗、可控好、规模化的微反应器急迫且必要。
发明内容
本申请实施例的目的是提供微反应器，能够解决现有技术中规模化精确调控的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
微反应器，用于规模化可控反应，包括容器、反应组件、流量单元，所述反应组件至少部分地处于所述容器内侧，所述容器包括出口及至少两个进口，所述流量单元以控制所述至少两个进口流体流量；
所述反应组件具有多通道反应空间，包括至少两个反应板，所述反应板之间形成所述通道，所述容器开合以实现清洗与锁紧，所述反应板的改变使通道参数变化以调控反应。
优选地，所述通道参数包括路径、管径、通道长度；
所述通道长度的改变通过所述反应板的增减实现。
优选地，所述路径包括分形结构、汇流结构。
优选地，所述反应板至少包括若干组反应通道，每组反应通道用以至少两种所述流体的反应。
优选地，所述反应板还包括混匀通道，所述混匀通道用以调节通道内单一流体的流量均匀性。
优选地，所述反应板的定位包括形状定位以实现所述通道的精准配合。
优选地，所述微反应器还包括温度调节优选地，单元，所述温度调节单元以调节所述反应空间的温度。
所述反应组件还包括至少两组分流器，所述分流器与所述进口连接以实现至少两种不同流体的输入。
在本申请实施例中，设置容器锁紧与定位反应器便于更换、增减反应器以改变通道参数，同时有利于通道配合与预防泄露；设置通道处于反应板之间，加工方便且易于清洗防止堵塞；设置多组反应板有利于调控混匀、反应、回流及通道参数的可调控；设置路径为多通道、分形等复杂结构有利于大规模、均匀反应，提高反应质量；设置分流器有利于不同组多次重复试验；设置流量单元以精准控制不同流量的比例使反应更加精确；设置温度调节单元则有利于控制反应温度，利于反应恒温。本申请实施例能够解决现有技术中规模化精确调控微反应的问题。
附图说明
图1是本申请实施例中微反应器的结构示意图。
图2是本申请实施例中微反应器的反应组件示意图。
图3是本申请实施例中微反应器的多通道进口示意图。
图4是本申请实施例中微反应器的分形结构反应通道示意图。
图5是本申请实施例中微反应器的汇流结构反应通道示意图。
图6是本申请实施例中微反应器的混匀通道示意图。
附图标记说明
10、容器20、反应组件21、分流器22、反应板30、流量单元
具体实施方式
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。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。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的微反应器进行详细地说明。
参照图1-6所示，微反应器，用于规模化可控反应，包括容器10、反应组件20、流量单元30，所述反应组件20至少部分地处于所述容器10内侧，所述容器10包括出口及至少两个进口，所述流量单元30以控制所述至少两个进口流体流量；
所述反应组件20具有多通道反应空间，包括至少两个反应板22，所述反应板22之间形成所述通道，所述容器10开合以实现清洗与锁紧，所述反应板 22的改变使通道参数变化以调控反应。
在本申请实施例中，设置容器10锁紧与定位反应器便于更换、增减反应器以改变通道参数，同时有利于通道配合与预防泄露；设置通道处于反应板22 之间，加工方便且易于清洗防止堵塞；设置多组反应板22有利于调控混匀、反应、回流及通道参数的可调控；设置路径为多通道、分形等复杂结构有利于大规模、均匀反应，提高反应质量；设置分流器有利于不同组多次重复试验；设置流量单元30以精准控制不同流量的比例使反应更加精确；设置温度调节单元则有利于控制反应温度，利于反应恒温。本申请实施例能够解决现有技术中规模化精确调控微反应的问题。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述规模化是指的可以在工业上连续大规模批量生产。
需要说明的是，在本发明实施例中，容器10至少有两个进口，通过流量单元将流体送入反应组件20中，两个进口则可以实现两种流体混合反应，三个进口则可以实现三种流体混合反应。
需要说明的是，在本发明实施例中，多通道反应空间是指存在多个反应通道，由进口通道经过分流器变为多个通道，以实现规模化反应。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述通道分别处于两个反应板22上配合而成，该通道便于清洗，结构简单便于加工；
需要说明的是，在本发明实施例中，容器10打开则可以将反应板22取下，便于清理和清洗，同时易于更换、增减等扩展操作。所述容器10锁紧是指容器反应板之间产生一定的压力使所述通道内的反应流体不泄露。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述调控反应是指改变流量单元或者反应组件以实现反应的变化，比如时间的改变、路径的改变等等。
优选地，所述通道参数包括路径、管径、通道长度；
所述通道长度的改变通过所述反应板22的增减实现。
需要说明的是，在本发明实施例中，路径是通过更换反应板实现的，将反应板22做成不同的路径以适应不同的反应，更换以实现路径的变化。
需要说明的是，在本发明实施例中，管径是指通道的管径，同样是通过更换反应板实现的，反应板22上可以任意雕刻不同管径的通道以实现不同或相同的流体反应。
需要说明的是，在本发明实施例中，增加反应板22则可以实现流道变长，所有反应板22累加形成通道，从进口流体进入，出口流体反应完流出，均是想通的。
其中，有一些反应比较缓慢，则需要增加反应时间才能充分反应，这时，增加反应板22则延长了其反应时间。减少反应板同理。
优选地，所述路径包括分形结构、汇流结构。
需要说明的是，在本发明实施例中，分形结构是利用分形的原理，类似树枝，开始反应后逐步汇总到较粗管径的通道内，以防止堵塞；汇流结构是两种通道混合后，一直反应，最终所有通道的反应物体一同汇总到出口处。
优选地，所述反应板22至少包括若干组反应通道，每组反应通道用以至少两种所述流体的反应。
需要说明的是，在本发明实施例中，设置若干组通道便于规模化制备。
优选地，所述反应板22还包括混匀通道，所述混匀通道用以调节通道内单一流体的流量均匀性。
需要说明的是，在本发明实施例中，混匀通道主要用于调节每个微通道内的混匀情况，在未反应初期，由于存在每个通道内的流量不均匀现象，则可以先增加一个反应板22通过交叉混流实现所有通道的均匀化，之后再流入反应板22反应。对于超精确反应尤为重要，非精确控制则可以不增加混匀通道。
其中，对于不均匀通道则通过流速快及流速慢的通道交叉混合则实现混匀。
优选地，所述反应板22的定位包括形状定位以实现所述通道的精准配合。需要说明的是，在本发明实施例中，定位是实现通道的精准配合，主要可以通过形状定位，例如设置成圆形再磨平两边实现加入容器中定位准确；
或者在反应板22上开孔，使孔位置对齐或者穿销实现准确定位。准确定位直接决定通道管径是否准确配合。
优选地，所述微反应器还包括温度调节单元，所述温度调节单元以调节所述反应空间的温度。
需要说明的是，在本发明实施例中，温度调节单元是指反应存在放热现象时，反应板的温度升高，不利于稳定性，通过增加温度调节单元，则可以使温度下降，维持恒温。
优选地，所述反应组件20还包括至少两组分流器21，所述分流器21与所述进口连接以实现至少两种不同流体的输入。
需要说明的是，在本发明实施例中，分流器21可以实现多组不同的流体输入；
其中流体可以是液体也可以是气体，如果是两种液体可以是硝酸盐和碳酸铵及氢氧化钠的混合溶液分别进入通道生成沉淀。
本申请的工作原理和工作过程如下：
首先，打开容器10，放入需要的反应组件20，锁紧容器10；
打开流量单元，调节流量单元使不同流量按照比例进入反应组件20；
然后，反应完成后通过容器10出口流量流出；
最后，反应完成或者堵塞，则打开容器，拿出反应板22清洗即可，清洗完成则放回。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (8)
1.微反应器，其特征在于，用于规模化可控反应，包括容器(10)、反应组件(20)、流量单元(30)，所述反应组件(20)至少部分地处于所述容器(10)内侧，所述容器(10)包括出口及至少两个进口，所述流量单元(30)以控制所述至少两个进口流体流量；
所述反应组件(20)具有多通道反应空间，包括至少两个反应板(22)，所述反应板(22)之间形成所述通道，所述容器(10)开合以实现清洗与锁紧，所述反应板(22)的改变使通道参数变化以调控反应。
2.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述通道参数包括路径、管径、通道长度；
所述通道长度的改变通过所述反应板(22)的增减实现。
3.根据权利要求2所述的微反应器，其特征在于，所述路径包括分形结构、汇流结构。
4.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述反应板(22)至少包括若干组反应通道，每组反应通道用以至少两种所述流体的反应。
5.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述反应板(22)还包括混匀通道，所述混匀通道用以调节通道内单一流体的流量均匀性。
6.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述反应板(22)的定位包括形状定位以实现所述通道的精准配合。
7.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述微反应器还包括温度调节单元，所述温度调节单元以调节所述反应空间的温度。
8.根据权利要求1所述的微反应器，其特征在于，所述反应组件(20)还包括至少两组分流器(21)，所述分流器(21)与所述进口连接以实现至少两种不同流体的输入。
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