CN217774104U - 一种微通道光反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种微通道光反应装置，涉及化学实验仪器，包括光源，设置在光源周围的透明反应管以及填充在反应管中的球珠；球珠堆积形成三维立体多孔微通道；反应管的两端分别作为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。本申请具有的优点是减少反应器发生堵塞的情况。

Description

一种微通道光反应装置

技术领域

本申请涉及化学实验仪器，尤其是涉及一种微通道光反应装置。

背景技术

微通道反应器又叫微反应器，其特点是将反应通道设计在微米级别；常用于均相催化、有机合成等不含固相颗粒的反应体系。

传统的微通道反应器常用金属材质作为基板，然后在基板的一面上刻蚀出带有特定结构的微通道，从而实现对气液的高效传质传热。

针对上述中的相关技术，发明人发现由于传统的微通道通常是平面布设，只适用于不含固相颗粒的反应物通过；当气液固悬浊液进入到微通道中，极易造成微通道堵塞，一旦堵塞，基本无法疏通或修复，导致整套微流控装置无法正常使用，甚至直接报废。

基于上述问题，提出本申请。

实用新型内容

为了减少气液固悬浊液在微通道中发生堵塞，本申请提供一种微通道光反应装置。

本申请提供的一种微通道光反应装置采用如下的技术方案：

一种微通道光反应装置，包括光源，设置在光源周围的透明反应管以及填充在反应管中的球珠；球珠堆积形成三维立体多孔微通道；反应管的两端分别作为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

通过采用上述技术方案，使得球珠在反应管中堆积形成三维立体多孔微通道，相比于基板上的平面微通道，三维立体多孔微通道可形成四通八达的交叉通道，变相地增加了反应管中微通道的数量，使得气液固悬浊液进入多个微通道，能够有效减少反应器发生堵塞的情况，同时也使得气液固悬浊液在微通道流动过程中混合地更加均匀；

传统微通道制作通常采用在基板上刻蚀的方式，一旦微通道成型，则无法改变微通道的尺寸；本申请中的反应器可将球珠从反应管的一端倾倒出来，然后更换不同直径的球珠，从而能够改变三维立体多孔微通道的孔径大小，大大提高了反应器的适用性；

本申请的反应器通过将反应管中的球珠倾倒出来，然后分别对反应管和球珠进行清洗；使得本申请的反应器清洗更加方便，而且清洗得更加干净；

除了上述优点，本申请还具有制造成本低，维护成本低的优点。

可选的，所述球珠采用透明石英珠。

通过采用上述技术方案，透明石英珠能够在酸性或碱性环境中保持稳定的状态，而且透明的石英珠具有良好的透光性，实现在传质的同时进行光催化反应。

可选的，所述反应管圆周阵列在光源周围。

通过采用上述技术方案，使反应器易于扩大生产。

可选的，所述反应管为多个圆周布设在光源周围且竖直设置的直管，气液固悬浊液进口位于直管的下端，气液固悬浊液出口为直管的上端。

可选的，所述反应管包括圆周布设在光源周围的两个第一列管、多个第二列管和多个弯管；两个第一列管相邻设置，弯管连通第一列管和第二列管以及相邻的两个第二列管，相邻的两个弯管分别位于第二列管的两端上，两个第一列管远离弯管的端部分别为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

可选的，所述反应管为U型管，气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口分别处于U型管的两端。

可选的，所述光源包括设置反应管中央的光照部件以及对光照部件进行散热的散热部件。

通过采用上述技术方案，在光照部件工作时，散热部件能够带走光照部件所产生的热量，减少光照部件的发热对反应物的外在环境造成干扰，同时也对光照部件起到保护作用。

可选的，所述光照部件为LED灯板，散热部件为风冷散热组件；风冷散热组件包括散热结构，散热结构的一端安装有风机；LED灯板连接在散热结构的侧面上。

通过采用上述技术方案，风机吹向散热结构，使散热结构的持续处于低温状态，这样LED灯板工作时的热量会传递到散热结构上，实现对LED灯板的降温。

可选的，所述散热结构包括内筒和套设在内筒上的外筒，内筒与外筒之间连接有翅片；LED灯板连接在外筒的外侧面上，风机位于外筒的一端。

通过采用上述技术方案，增大了散热结构的面积，使得风机容易带走散热结构上的热量，从而对LED灯板的降温效果更好。

可选的，所述光照部件为灯管；散热部件为水冷散热组件；水冷散热组件包括将灯管包裹的水冷管，水冷管为双层结构，水冷管的外侧面上连接有进水管和出水管，进水管和出水管均与水冷管双层结构的腔体连通。

通过采用上述技术方案，工作人员将低温冷水从进水管注入到水冷管中，使得水冷管处于降低的温度，这样灯管所产生的热量被水冷管吸收，最终热量由低温冷水带走，实现对灯管的降温。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过球珠在反应管中堆积形成了四条八达的三维立体多孔微通道，可使得气液固悬浊液在反应管中流动过程中更加均匀，而且也有效减少了反应管堵塞情况的发生。

2.由于滚珠填充在反应管中，使得滚珠能够从反应管的一端倾倒出来，这样能够有效对反应管进行清理，而且维护方便。

3.通过在反应管中填充球珠即可形成微通道，大大节省了生产成本，并且通过改变填充时球珠的直径即可对微通道的孔径进行调整，同样也节省了使用成本。

附图说明

图1是本申请实施例1的结构示意图。

图2是本申请第二种反应管的结构示意图。

图3是本申请第三种反应管的结构示意图。

图4是本申请实施例1中光源的爆炸示意图。

图5是本申请实施例2中光源的结构示意图。

附图标记说明：1、光源；11、LED灯板；12、风冷散热组件；121、散热结构；1211、底板；1212、内筒；1213、外筒；1214、翅片；1215、安装座；122、风机；13、灯管；14、水冷散热组件；141、水冷管；1411、外壁；1412、内壁；1413、进水管；1414、出水管；1415、导流管；2、反应管；21、直管；22、第一列管；23、第二列管；24、弯管；3、球珠。

具体实施方式

以下结合附图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光反应装置。

实施例1

参照图1，一种微通道光反应装置，包括光源1和反应管2，反应管2设置在光源1的周围；反应管2由透明材质制成，例如石英或玻璃材质；反应管2的一端作为气液固悬浊液进口，另一端作为气液固悬浊液出口。

反应管2内填充有球珠3，球珠3可采用石英珠，石英珠在反应管2内紧密堆积形成三维立体多孔微通道，三维立体多孔微通道作为气液固悬浊液的反应通道；为了使反应器更适合光催化反应，故球珠3采用高透明石英珠。

反应管2包括多个竖向布设的直管21，直管21数量可以是8个、10个或者12个，本实施例中直管21为12个；多个直管21以光源1为中心并等间距圆周布设在光源1周围；气液固悬浊液进口位于直管21的下端，气液固悬浊液出口位于直管21的上端。

在其他实施例里，参照图2，反应管2也可以是包括竖直布设的两个第一列管22和多个第二列管23；第二列管23的数目为偶数并且多于四个；两个第一列管22和多个第二列管23绕光源1等间距圆周布设，其中两个第一列管22相邻设置；第一列管22的下端与其相邻的第二列管23的下端通过弯管24连通；弯管24也设置在相邻的两个第二列管23之间，相邻两个弯管24分别位于第二列管23的两端；弯管24的两端分别连接固定在相邻两个第二列管23的端部，这样使得反应管2形成一个上下蜿蜒的管路；两个第一列管22的上端分别作为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

在其他实施例里，参照图3，反应管2还可以是多个，多个反应管2等间距圆周布设在光源1周围；每个反应管2均为U型管，U型管的两端朝上；U型管的两端分别作为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

反应管2形状还可以根据化学反应的要求以及客户需求进行定制设计，本申请对反应管2的形状不加以约束。

参照图1和图4，本实施中的光源1采用LED灯模组，LED灯模组包括设置在反应管2中央的风冷散热组件12，风冷散热组件12的周围连接有多个LED灯板11，LED灯板11为周围的反应管2提供光源1；风冷散热组件12包括散热结构121，散热结构121的顶部安装有风机122，多个LED灯板11固定在散热结构121的四周侧壁上。LED灯板11工作时所产生的热量传导到散热结构121上，然后通过风机122向散热结构121吹风从而带走散热结构121上的热量，减少LED灯板11因高温而损坏的情况。

散热结构121包括圆形的底板1211、设置在底板1211中央的内筒1212，内筒1212的下端固定连接在底板1211上；内筒1212上套设有外筒1213，外筒1213与内筒1212之间固定连接有多个翅片1214，多个翅片1214等间距圆周分布在内筒1212的周围；外筒1213的截面外边沿为多边形，使得外筒1213的外表面为多个侧面并与LED灯板11一一对应设置，LED灯板11通过螺栓连接的方式固定在外筒1213侧面上。

散热结构121还包括安装座1215，安装座1215为圆框状，安装座1215套设在外筒1213的上端，通过螺钉连接的方式将安装座1215与外筒1213固定起来；风机122固定于安装座1215背离外筒1213的一面上，风机122的出风侧正对于安装座1215的中心，从而使得风机122能够吹向散热结构121。

实施例2

参照图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，光源1包括竖直设置的灯管13，灯管13上设置有水冷散热组件14；灯管13可以选用长弧氙灯或汞灯。

水冷散热组件14包括竖向设置的水冷管141，水冷管141整体为透明结构；灯管13的发光部为与水冷管141中，并且灯管13与水冷管141的上端连接固定；水冷管141的整体为双层结构，由外到内分别命名为外壁1411和内壁1412；外壁1411上连接有固定连接有进水管1413和出水管1414，进水管1413和出水管1414均靠近水冷管141的上端，并且进水管1413与出水管1414均与内壁1412和外壁1411之间的腔体连通；内壁1412与外壁1411之间的腔体中设置有导流管1415，导流管1415竖向布设，导流管1415的上端连接固定在进水管1413上并且与进水管1413连通；导流管1415的下端靠近水冷管141的下端。

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)

1.一种微通道光反应装置，其特征在于：包括光源（1），设置在光源（1）周围的透明反应管（2）以及填充在反应管（2）中的球珠（3）；球珠（3）堆积形成三维立体多孔微通道；反应管（2）的两端分别作为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

2.根据权利要求1所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述球珠（3）采用透明石英珠。

3.根据权利要求1所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述反应管（2）圆周阵列在光源（1）周围。

4.根据权利要求3所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述反应管（2）为多个圆周布设在光源（1）周围且竖直设置的直管（21），气液固悬浊液进口位于直管（21）的下端，气液固悬浊液出口位于直管（21）的上端。

5.根据权利要求3所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述反应管（2）包括圆周布设在光源（1）周围的两个第一列管（22）、多个第二列管（23）和多个弯管（24）；两个第一列管（22）相邻设置，弯管（24）连通第一列管（22）和第二列管（23）以及相邻的两个第二列管（23），相邻的两个弯管（24）分别位于第二列管（23）的两端上，两个第一列管（22）远离弯管（24）的端部分别为气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口。

6.根据权利要求3所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述反应管（2）为U型管，气液固悬浊液进口和气液固悬浊液出口分别处于U型管的两端。

7.根据权利要求1所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述光源（1）包括设置反应管（2）中央的光照部件以及对光照部件进行散热的散热部件。

8.根据权利要求7所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述光照部件为LED灯板（11），散热部件为风冷散热组件（12）；风冷散热组件（12）包括散热结构（121），散热结构（121）的一端安装有风机（122）；LED灯板（11）连接在散热结构（121）的侧面上。

9.根据权利要求8所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述散热结构（121）包括内筒（1212）和套设在内筒（1212）上的外筒（1213），内筒（1212）与外筒（1213）之间连接有翅片（1214）；LED灯板（11）连接在外筒（1213）的外侧面上，风机（122）位于外筒（1213）的一端。

10.根据权利要求7所述的一种微通道光反应装置，其特征在于：所述光照部件为灯管（13）；散热部件为水冷散热组件（14）；水冷散热组件（14）包括将灯管（13）包裹的水冷管（141），水冷管（141）为双层结构，水冷管（141）的外侧面上连接有进水管（1413）和出水管（1414），进水管（1413）和出水管（1414）均与水冷管（141）双层结构的腔体连通。

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