CN219441642U - 一种便于清洗的微通道反应结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于清洗的微通道反应结构，涉及微通道反应器技术领域，包括流道板，所述流道板包括流道框，所述流道框的一侧设置有物料进口,所述物料进口的一端与射流入口连接，所述射流入口的一端与基元结构连接，所述基元结构的外部为椭圆形轮廓，内置多个钻石型扰流结构；所述基元结构与微混合结构连接，每个所述微混合结构都分布在每一列的单端，流体通过物料进口进入微混合结构，所述微混合结构的外部菱形轮廓，本实用新型使用哈氏合金和钻石型流道提高了设备的防腐蚀性和持液量，并且也提高了反应效率。并且反应器的导热油板与流道板相互贴合提高了换热效率。各个反应器的距离相近，提高了容量，减小了体积。

Description

一种便于清洗的微通道反应结构

技术领域

本实用新型涉及微通道反应器技术领域，具体涉及一种便于清洗的微通道反应结构。

背景技术

微通道反应器本质上讲是一种连续流动的管道式反应器。它包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器控制器等。目前，微通道反应器总体构造可分为两种：一种是整体结构，这种方式以错流或逆流热交换器的形式体现，可在单位体积中进行高通量操作。在整体结构中只能同时进行一种操作步骤，最后由这些相应的装置连接起来构成复杂的系统。另一种是层状结构，这类体系由一叠不同功能的模块构成，在一层模块中进行一种操作，而在另一层模块中进行另一种操作。流体在各层模块中的流动可由智能分流装置控制对于更高的通量，某些微通道反应器或体系通常以并联方式进行操作。

但是传统釜式反应器的缺点主要有四个方面。(1)通道堵塞问题目前已经有许多研究利用微反应器来制备纳米材料，微反应器由于混合效率非常高，得到的颗粒粒径有窄分布特点。但是微反应器微米级的通道尺寸以及十分复杂的内部结构，使得反应器通道极易堵塞，同时清理也非常困难。目前微反应器的堵塞问题已经成为微反应器替代间歇式反应器的最大障碍。(2)泵的脉动问题微通道反应器一般是通过机械泵驱动流体，但大部分机械泵都会产生脉动流，造成微反应器内流体的不稳定。目前能实现稳定连续流的一个解决方案是电渗流。(3)设备腐蚀问题参与反应的流体对微反应器通道的腐蚀也是一个很大的问题。由于微反应器很高的比表面积和很小的微通道特征尺寸，即使是极微小的腐蚀降解作用对于微反应器的影响也是非常显著的，这使得微反应器对于通道的材质有很高的防腐要求，这无疑增加了微反应器的制造成本，限制了它的大规模工业化应用。(4)工业化实现复杂微反应器采用“数增放大”来扩大产能，虽然能有效降低放大成本，但处理能力也受到很大限制。其次，微反应器的放大看起来简单，但要实现却是一个巨大的挑战。当微反应器的数量大大增加时，微反应器监测和控制的复杂程度大大增加了问，对于实际生产来说运行成本也大大提高了。

在公开号为CN114053973 A中公开了一种微通道反应结构及微通道反应器，参见图5所示：该本发明的流道采用一分二，二分四，四合二，再二分四，四合二合一的设计，使得基元流道的混合效率提升，同时流道的压降降低。但是该发明还存在下述缺陷：采用菱形流道，无法增加顶部撞击流，提高其混合效果，以及无法提升局部流速；并且会存在四角不便于清洗。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种便于清洗的微通道反应结构，解决以下技术问题：采用菱形流道，无法增加顶部撞击流，提高其混合效果，以及无法提升局部流速，并且会存在四角不便于清洗。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种便于清洗的微通道反应结构，所述流道板包括流道框，所述流道框的一侧设置有物料进口,所述物料进口的一端与射流入口连接，所述射流入口的一端与基元结构连接，所述基元结构的外部为椭圆形轮廓，内置多个钻石型扰流结构；所述基元结构与微混合结构连接，每个所述微混合结构都分布在每一列的单端，流体通过物料进口进入微混合结构，所述微混合结构的外部为圆弧形轮廓，内置一个S型导流件，所述导流件的两侧均设置有导流柱。

作为本实用新型进一步的方案：所述流道框上反应流道共有20列，每列共有5个基元结构和2个微混合结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述基元结构内通过钻石型扰流结构形成多个反应通道。

作为本实用新型进一步的方案：所述流道框的另一侧设置有物料出口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型使用哈氏合金和钻石型流道提高了设备的防腐蚀性和持液量，并且也提高了反应效率；同时圆弧形轮廓和椭圆形轮廓也可以有效减少流体在形状内流动阻力；同时，圆弧形轮廓和椭圆形轮廓无物料残留死角，方便清洗。并且反应器的导热油板与流道板相互贴合提高了换热效率。各个反应器的距离相近，提高了容量，减小了体积。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型微通道反应器的整体结构示意图；

图2是本实用新型微通道反应器的分解结构示意图；

图3是本实用新型流道板的正视结构示意图；

图4是本实用新型微混合结构内部结构示意图；

图5是现有技术的结构示意图。

图中：1、导热油板一；2、流道盖板；3、流道板；4、导热油板二；31、流道框；32、物料进口；33、物料出口；34、射流入口；35、基元结构；36、微混合结构；361、圆弧形轮廓；362、导流件；363、导流柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4所示，本实用新型为一种便于清洗的微通道反应结构，包括流道板3，所述流道板3包括流道框31，所述流道框31的一侧设置有两个物料进口32,所述物料进口32的一端与射流入口34连接，所述射流入口34的一端与基元结构35连接，所述基元结构35的外部为椭圆形轮廓，内置多个钻石型扰流结构；所述基元结构35与微混合结构36连接，每个所述微混合结构36都分布在每一列的单端，流体通过物料进口32进入微混合结构36，所述微混合结构36的外部为圆弧形轮廓361，内置一个S型导流件362，所述导流件362的两侧均设置有导流柱363。所述流道框31上反应流道共有20列，每列共有5个基元结构35和2个微混合结构36。所述基元结构35内通过钻石型扰流结构形成多个反应通道。采用钻石型流道，一定程度上提高了反应效率并且也进一步的增大了持液量，相比于之前的菱形流道，钻石形的结构增加了顶部撞击流，大大增加了混合效果，提升了局部流速。同时采用圆弧形轮廓361，可以让流体形成湍流，并且在变径腔体内设置导流件362将流体分离成两部分，流体沿变径腔体的侧壁和导流件流动，到变径腔体的出口端重新混合，使得物料混合均匀，进而增强混合效果，在腔体扩大部分增加导流柱363也能进一步增加混合效果；圆弧形轮廓361和椭圆形轮廓也可以有效减少流体在形状内流动阻力；同时，圆弧形轮廓361和椭圆形轮廓无物料残留死角，方便清洗。

所述流道框31的另一侧设置有物料出口33。

一种微通道反应器，采用四层设计，中间两层(流道板3和流道盖板2)，通过全氟醚垫片密封，形成微反应流道层，外面两层为导热油层，导热油板一1和导热油板二4，四层结构通过螺栓密封，保证了反应板的密封效果于可拆卸性，方便维护。1、反应器的材料是通过不锈钢夹住哈氏合金的方式构成。2、反应器的流道是钻石型的。3、反应器的导热油板与流道板相互贴合提高了换热效率。4、各个反应器的距离相近，提高了容量，减小了体积。

本实用新型的工作原理：本实用新型使用哈氏合金和钻石型流道提高了设备的防腐蚀性和持液量，并且也提高了反应效率；同时圆弧形轮廓361和椭圆形轮廓也可以有效减少流体在形状内流动阻力；同时，圆弧形轮廓361和椭圆形轮廓无物料残留死角，方便清洗。并且反应器的导热油板与流道板相互贴合提高了换热效率。各个反应器的距离相近，提高了容量，减小了体积。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种便于清洗的微通道反应结构，包括流道板(3)，其特征在于，所述流道板(3)包括流道框(31)，所述流道框(31)的一侧设置有物料进口(32),所述物料进口(32)的一端与射流入口(34)连接，所述射流入口(34)的一端与基元结构(35)连接，所述基元结构(35)的外部为椭圆形轮廓，内置多个钻石型扰流结构；所述基元结构(35)与微混合结构(36)连接，每个所述微混合结构(36)都分布在每一列的单端，流体通过物料进口(32)进入微混合结构(36)，所述微混合结构(36)的外部为圆弧形轮廓(361)，内置一个S型导流件(362)，所述导流件(362)的两侧均设置有导流柱(363)。

2.根据权利要求1所述的一种便于清洗的微通道反应结构,其特征在于，所述流道框(31)上反应流道共有20列，每列共有5个基元结构(35)和2个微混合结构(36)。

3.根据权利要求1所述的一种便于清洗的微通道反应结构,其特征在于，所述基元结构(35)内通过钻石型扰流结构形成多个反应通道。

4.根据权利要求1所述的一种便于清洗的微通道反应结构,其特征在于，所述流道框(31)的另一侧设置有物料出口(33)。