CN217189484U - 一种微通道反应结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种微通道反应结构，属于化工设备技术领域，其包括基板、铺设于所述基板上的反应通道、设置在所述基板上的进料端以及设置于所述基板上并与所述反应通道的尾端相连通的出料端，所述进料端包括至少两个与所述反应通道内的始端相连通的进料管，所述反应通道于所述基板上折返布置；所述反应通道包括若干个相互串联且连通的通道反应单元，所述通道反应单元包括流动管和混合室，混合室具有混合腔，所述混合腔具有与所述流动管相连通的混合入口以及与下一个所述通道反应单元的流动管相连通的混合出口。本申请具有使反应通道内的不同流体之间混合地更加均匀的效果。

Description

一种微通道反应结构

技术领域

本申请涉及化工设备的领域，尤其是涉及一种微通道反应结构。

背景技术

目前，化工领域中通常采用微通道反应结构作为化学物质的反应器，其内部具有用于供流体流动的反应通道，不同流体流经微通道反应结构内部的反应通道并在反应通道内进行混合反应。

相关技术中，微通道反应结构内部开设有用于供流体流动的反应通道，其中，反应通道的始端连接有进料管，反应通道的尾端连接有出料管。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述技术方案中，不同流体在反应通道内流动时，不同流体之间的混合效果较差，从而使从出料管流出的流体混合的不够均匀。

实用新型内容

为了使反应通道内的不同流体之间混合的更加均匀，本申请提供一种微通道反应结构。

本申请提供的一种微通道反应结构的技术方案：

一种微通道反应结构，包括基板、铺设于所述基板上的反应通道、设置在所述基板且与所述反应通道的始端相连通的进料部以及设置于所述基板上并与所述反应通道的尾端相连通的出料部；

所述反应通道包括若干个相互串联且连通的通道反应单元，所述通道反应单元包括流动管和混合室，混合室具有混合腔，所述混合腔具有与所述流动管相连通的混合入口以及与下一个所述通道反应单元的流动管相连通的混合出口。

通过采用上述技术方案，流体进过进料管进入反应通道内，通过将反应通道分成若干个通道反应单元，流体从流动管流入混合腔内，再进入下一个通道反应单元的混合腔内，流体不断经历从一个间隙较小的流动管进入间隙较大的混合腔再进入间隙较小的流动管内，从而增加通道反应单元内的流体的震荡效果，进而促进不同流体之间的混合反应。

可选的，所述混合入口和所述混合出口于所述混合腔内呈斜对角布置。

通过采用上述技术方案，增加了流体于混合腔内的行程，从而增加不同流体之间混合反应的时间，进而使流体之间的混合更加均匀。

可选的，所述流动管的内腔呈弧形设置，所述流动管靠近所述混合入口的一端的腔壁与所述混合腔的腔壁平滑连接。

通过采用上述技术方案，流体在进入混合腔内时，具有一定的切向速度，从而与混合腔内的液体产生一定的相对速度，由于流体具有流动性，流体之间的相对速度越大，流体内部的分子接触更加频繁,从而促进流体之间的混合，使流体混合地更加均匀。

可选的，所述混合腔具有呈曲面设置的腔壁。

通过采用上述技术方案，当流体从流动管进入混合腔内的过程中，部分流体沿着混合腔的腔壁在混合腔内做圆周运动，从而在混合腔内产生一定的涡流，进而促进不同流体之间的混合效果。

可选的，相邻两个所述通道反应单元的流动管的内腔的曲率中心分别位于所述反应通道的两侧。

通过采用上述技术方案，相邻两个流动管的内腔的弯曲方向相反，使反应通道内的流体的流动速度往复性改变，从而促进反应通道内的流体的震荡效果，进而促进反应通道内的流体的混合效果。

可选的，每个所述通道反应单元的所述流动管的内腔的截面积从远离所述混合入口的一端到另一端的逐渐变大。

通过采用上述技术方案，使流体在进入混合腔内时，流体的运动方向更趋于发散，从而使进入混合腔内的流体之间的相对速度越大，使流体内部的分子接触更加频繁,增加了流体之间的混合效果。

可选的，下一个所述通道反应单元的流动管远离所述混合入口的一端插入所述混合腔内。

通过采用上述技术方案，流体进入混合腔内后，部分流体直接撞击在混合腔的腔壁上，另一部分的流体撞击在混合腔内的流动管的侧壁上，通过混合腔的腔壁和流动管的外侧壁对流体的限位作用，流体在混合腔内做圆周运动以形成涡流，在流体于混合腔内做圆周运动的同时，流体对混合腔的腔壁和流动管的外侧壁产生一定的冲击，从而在混合腔内产生一定的震荡以促进不同流体之间的混合反应，使流体之间混合地更加均匀，且反应更加充分，最后流体进入流动管，并通过流动管进入下一个通道反应单元。

可选的，下一个所述通道反应单元的流动管插入所述混合腔内的一端延伸至所述混合腔的几何中心处。

通过采用上述技术方案，当流动管插入混合腔内的距离过短，流体撞击流动管的外侧壁的面积较小，流体在混合腔内产生涡流的空间较小，从而使混合腔内流体产生的震荡效果较差；当流动管插入混合腔内的长度过长时，流体在混合腔内做圆周运动的时间周期较长，从而使流体不易通过流动管的端部从混合腔内流出，增加流体经过一个通道反应单元的时间，甚至导致在混合腔内发生堵塞。通过将流动管的端部插入混合腔的几何中心处，在对混合腔内的流体产良好震荡效果的同时，也增加了流体于通道反应单元内的流动速度。

可选的，所述进料部包括至少两个进料管以及与至少一个所述进料管相连通的初混室，所述初混室与第一个所述通道反应单元相连通。

通过采用上述技术方案，通过采用至少两个进料管，使不同的流体通过不同的进料管进入初混室，并在初混室进行初步混合反应，然后进入反应通道的通道反应单元内。

可选的，所述反应通道于所述基板上折返布置。

通过采用上述技术方案，通过反应通道于基板上折返布置，使流体在反应通道内折返运动，增强反应通道内流体的震荡效果，从而促进不同流体之间的混合反应；同时，在基板大小一定的情况下，通过反应通道于基板上折返布置，增加了反应通道的长度，从而增加了反应通道内流体的混合时间，使流体之间混合地更加均匀，且反应更加充分。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过反应通道于基板上呈往返铺设，促进了反应通道内的流体的混合效果，同时增加了反应通道的长度；

2.通过流动管呈弧形设置，且流动管的腔壁与混合腔的腔壁平滑连接，促进流体在混合腔内产生的涡流，从而促进流体之间的混合反应；

3.通过将相邻两个微通道反应单元的流动管的内腔的曲率中心布置在反应通道的两侧，使反应通道内的流体的流动速度往复性变化，从而促进流体之间的混合反应。

附图说明

图1是本申请实施例的微通道反应结构的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的基板的正视图。

图3是本申请实施例的多个通道反应单元的剖视图。

图4是另一个实施例中的多个通道反应单元的剖视图。

附图标记说明：1、基板；2、反应通道；3、通道反应单元；31、流动管；32、混合室；33、混合腔；34、混合入口；35、混合出口；4、进料部；41、进料管；42、初混室；5、出料部。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种微通道反应结构。

参照图1与图2，微通道反应结构包括基板1、铺设在基板1上的反应通道2、与反应通道2的始端相连通的进料部4以及与反应通道2的尾端相连通的出料部5，微通道反应结构工作时，流体经过进料部4进入反应通道2内并在反应通道2内进行混合反应，然后流体从出料部5流出。

参照图2，进料部4包括至少一个进料管41以及与进料管41相连通的初混室42，初混室42与反应通道2的始端相连通，出料部5呈管状，且与反应通道2的尾端相连通。

参照图1与图2，基板1设置有多个，多个基板1平行间隔设置，本实施例中，第一个基板1上的进料部4包括两个进料管41，且两个进料管41的端部均通过初混室42与反应通道2的始端相连通。之后的基板1的进料部4为一根与前一个基板1上的出料部5相连通的进料管41以及一个初混室42，以实现一个基板1上的反应通道2内的流体进入下一个基板1的反应通道2 内。

参照图2，反应通道2于基板1上往返铺设以形成若干个U型通道，以使流体在反应通道2内往返运动，从而使流体在反应通道2内的混合更加均匀；同时，在基板1大小一定的情况下，通过将反应通道2于基板1上往返铺设，增加了反应通道2的长度，从而增加了不同流体之间混合反应的时间，进一步地促进了流体之间的混合。

参照图2与图3，反应通道2包括多个通道反应单元3，多个通道反应单元3相互串联且连通，每一个通道反应单元3均包括流动管31和混合室32，混合室32内部开设有用于供流体混合反应的混合腔33，混合腔33具有混合入口34以及混合出口35。流动管31通过混合入口34与混合腔33相连通，以使流体通过流动管31进入混合腔33内；同时下一个通道反应单元3的流动管31通过混合出口35与混合腔33相连通，从而使流体经过流动管31进入下一个通道反应单元3内。

参照图2与图3，混合腔33呈圆盘状，从而形成呈曲面设置的腔壁，同时，流动管31的内腔也呈弧形设置，且流动管31的内腔壁与混合腔33的腔壁平滑连接。同时，每个通道反应单元3的流动管31的内腔从远离混合入口34的一端到另一端的截面积逐渐变大。

参照图3，当流体在通道反应单元3内流动时，流动管31的内腔的截面积逐渐变大，一部分流体直接进入混合腔33内并撞击到混合腔33的腔壁；另一部分流体沿着流动管31的腔壁平滑进入混合腔33内，并继续沿着混合腔33的腔壁做圆周运动，从而在混合腔33内形成一定的涡流，使流体之间混合地更加均匀，最后流体依次通过流动管31进入下一个通道反应单元3。

参照图3，进一步的，混合出口35和混合入口34关于混合腔33呈斜对角布置，从而增加流体于混合腔33内的行程，进而使不同流体之间混合地更加均匀。

参照图3，相邻两个通道反应单元3的流动管31的内腔的曲率圆心分别位于反应通道2的两侧，即：相邻两个流动管31的内腔的弯曲方向相反，流体在沿反应通道2的长度方向运动时，流体的速度方向在一定范围内发生往复性改变，使流体在流动时，不停地对流动管31的内侧壁产生一定的冲击，从而产生一定的震荡以提高流体之间的混合效果。

参照图4，在另一个实施例中，下一个反应通道2的流动管31通过混合入口34插入混合腔33内，且流动管31插入混合腔33内的一端位于混合腔33的几何中心处。当流体通过流动管31进入混合腔33内的过程中，部分流体撞击在流动管31的侧壁上，进而进入混合腔33内，从而产生一定的涡流，以促进混合腔33内流体的混合反应。

本申请实施例一种微通道反应结构的实施原理为：流体先经过进料部4进入反应通道2的通道反应单元3内，流体经过流动管31进入混合室32内时，一部分流体直接撞击在混合腔33的腔壁，另一部分流体沿混合腔33壁运动形成涡流，然后进入下一个通道反应单,3的流动管31内。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微通道反应结构，其特征在于：包括基板（1）、铺设于所述基板（1）上的反应通道（2）、设置在所述基板（1）且与所述反应通道（2）的始端相连通的进料部（4）以及设置于所述基板（1）上并与所述反应通道（2）的尾端相连通的出料部（5）；

所述反应通道（2）包括若干个相互串联且连通的通道反应单元（3），所述通道反应单元（3）包括流动管（31）和混合室（32），混合室（32）具有混合腔（33），所述混合腔（33）具有与所述流动管（31）相连通的混合入口（34）以及与下一个所述通道反应单元（3）的流动管（31）相连通的混合出口（35）。

2.根据权利要求1所述的一种微通道反应结构，其特征在于：所述混合入口（34）和所述混合出口（35）于所述混合腔（33）内呈斜对角布置。

3.根据权利要求2所述的一种微通道反应结构，其特征在于：所述流动管（31）的内腔呈弧线设置，所述流动管（31）靠近所述混合入口（34）的一端的腔壁与所述混合腔（33）的腔壁平滑连接。

4.根据权利要求1所述的一种微通道反应结构，其特征在于：所述混合腔（33）具有呈曲面设置的腔壁。

5.根据权利要求3所述的一种微通道反应结构，其特征在于：相邻两个所述通道反应单元（3）的流动管（31）的内腔的曲率中心分别位于所述反应通道（2）的两侧。

6.根据权利要求3所述的一种微通道反应结构，其特征在于：每个所述通道反应单元（3）的所述流动管（31）的内腔的截面积从远离所述混合入口（34）的一端到另一端的逐渐变大。

7.根据权利要求1所述的一种微通道反应结构，其特征在于：下一个所述通道反应单元（3）的流动管（31）靠近所述混合入口（34）的一端插入所述混合腔（33）内。

8.根据权利要求7所述的一种微通道反应结构，其特征在于：下一个所述通道反应单元（3）的流动管（31）插入所述混合腔（33）内的一端延伸至所述混合腔（33）的几何中心处。

9.根据权利要求1所述的一种微通道反应结构，其特征在于：所述进料部（4）包括至少两个进料管（41）以及与至少一个所述进料管（41）相连通的初混室（42），所述初混室（42）与所述反应通道（2）的始端相连通。

10.根据权利要求1所述的一种微通道反应结构，其特征在于：所述反应通道（2）于所述基板（1）上折返布置。

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