一種微通道反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微通道反應器，包括反應室、注入管及輸出管，反應室設置有分別與注入管、輸出管相連通的輸入混合腔、輸出混合腔，反應室包括基板及蓋板，基板設置有連通輸入混合腔和輸出混合腔的、上端開口的反應通道，反應通道內(nèi)密布排列有微絲或微球，反應通道與蓋板配合將微絲或微球壓緊，微絲之間、微絲與反應通道、微絲與蓋板之間形成微通道，或微球之間、微球與反應通道、微球與蓋板之間形成微通道。本實用新型利用微通道高效的傳質(zhì)傳熱能力完成反應，結(jié)構(gòu)簡單，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反應通道內(nèi)時，各反應物在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流，混合效果更佳。
【專利說明】一種微通道反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種反應器，特別是一種微通道反應器。
【背景技術】
[0002]微通道反應器是指特征尺度在數(shù)百微米以下的微型設備，其具有傳質(zhì)傳熱效率高、返混幾率小及能更好地控制反應溫度和停留時間等優(yōu)點。然而現(xiàn)有的微通道反應器一般采用光刻、激光化學三維寫入等方法制造，往往存在結(jié)構(gòu)復雜，加工成本高的缺點。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、生成成本低的微通道反應器。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種微通道反應器，包括反應室，及與反應室密封連接的注入管及輸出管，反應室設置有分別與注入管、輸出管相連通的輸入混合腔、輸出混合腔，所述反應室包括基板，及與基板密封連接的蓋板，所述基板設置有連通輸入混合腔和輸出混合腔的、上端開口的反應通道，反應通道內(nèi)密布排列有微絲或微球，反應通道與蓋板配合將微絲或微球壓緊，微絲之間、微絲與反應通道、微絲與蓋板之間形成微通道，或微球之間、微球與反應通道、微球與蓋板之間形成微通道。
[0006]作為上述技術方案的改進，所述反應通道設置有若干個，若干個反應通道平行排列形成一排。
[0007]進一步，所述反應通道設置有兩排，兩排反應通道之間設置有混合通腔。
[0008]進一步，所述密布排列在反應通道內(nèi)的微絲或微球可采用相同直徑或不同直徑。
[0009]進一步,所述微絲或微球的直徑小于0.5mm,以形成微米級和納米級共存的微通道。
[0010]進一步，所述微絲在反應通道內(nèi)排列形成單層或多層結(jié)構(gòu)，各層內(nèi)的微絲軸線呈一直線或彎曲線。
[0011]進一步，所述微絲在反應通道內(nèi)排列形成多層結(jié)構(gòu)，相鄰兩層內(nèi)的微絲直接接觸或兩者之間設置有隔板。
[0012]進一步，所述輸入混合腔在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大。
[0013]進一步，所述輸出混合腔在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄。
[0014]進一步，所述輸入混合腔在連通注入管的位置處設置有將其分隔形成各分室的密封隔板，各分室分別與各注入管連通，且在輸入混合腔末端連通。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過注入管將各反應物注入反應室內(nèi)，各反應物在輸入混合腔初步混合后進入各微通道，利用微通道高效的傳質(zhì)傳熱能力完成反應，生成物經(jīng)過輸出混合腔匯集后由輸出管輸出。本實用新型通過將微絲或微球密布排列于反應通道內(nèi)，并通過蓋板將微絲或微球壓緊，即可形成微通道，結(jié)構(gòu)簡單，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反應通道內(nèi)時，各反應物在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流，各反應物的混合效果更佳，加速混合和反應的進行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0017]圖1是本實用新型安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的剖視圖；
[0019]圖3是本實用新型中的基板的示意圖；
[0020]圖4是本實用新型中的蓋板的示意圖；
[0021]圖5是微絲在反應通道內(nèi)的排列示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1至圖5，本實用新型的一種微通道反應器包括反應室1，及與反應室I密封連接的注入管2及輸出管3，反應室I設置有分別與注入管2、輸出管3相連通的輸入混合腔13、輸出混合腔14，所述反應室I包括基板11，及與基板11密封連接的蓋板12，基板11與蓋板12之間可以采用卡扣連接或螺紋連接或螺栓連接，所述基板11設置有連通輸入混合腔13和輸出混合腔14的、上端開口的反應通道111，反應通道111內(nèi)密布排列有微絲4或微球，反應通道111與蓋板12配合將微絲4或微球壓緊，微絲4之間、微絲4與反應通道111、微絲4與蓋板12之間形成微通道，或微球之間、微球與反應通道111、微球與蓋板12之間形成微通道。
[0023]本實用新型通過注入管2將各反應物注入反應室I內(nèi)，各反應物在輸入混合腔13初步混合后進入各微通道，利用微通道高效的傳質(zhì)傳熱能力完成反應，生成物經(jīng)過輸出混合腔14匯集后由輸出管3輸出。本實用新型通過將微絲4或微球密布排列于反應通道111內(nèi)，并通過蓋板12將微絲4或微球壓緊，即可形成微通道，結(jié)構(gòu)簡單，生成成本低，尤其是，采用微球排列于反應通道111內(nèi)時，各反應物在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流，各反應物的混合效果更佳，加速混合和反應的進行。
[0024]優(yōu)選地，為了提高反應室I的傳質(zhì)傳熱效率，所述反應通道111設置有若干個，若干個反應通道111平行排列形成一排。所述反應通道111設置有兩排，兩排反應通道111之間設置有混合通腔112，混合通腔112將流經(jīng)前排微通道被分成多股細流的液體匯集，可以將未混合反應充分的液體流入下一排內(nèi)的微通道繼續(xù)反應，反應更充分。
[0025]所述密布排列在反應通道111內(nèi)的微絲4或微球可采用相同直徑或不同直徑，相同直徑的微絲4或微球密布排列后可形成尺寸一致的微通道，而不同直徑的微絲4或微球密布排列后可形成大小不一的微通道。
[0026]所述微絲4或微球的直徑小于0.5mm,由于微絲4之間或微球之間的微通道呈三邊為弧形的三角形，當微絲4或微球的直徑選取上述范圍時，三角形整體上可以達到微米級，而其趨近頂點的狹窄位置處則可形成納米級，即可形成微米級和納米級共存的微通道，縮短反應物間的擴散距離，加快混合速度。[0027]優(yōu)選地，所述微絲4在反應通道111內(nèi)排列形成單層或多層結(jié)構(gòu)，各層內(nèi)的微絲4軸線呈直線或彎曲線，本具體實施例中，各層內(nèi)的微絲4軸線呈直線。特別地，當各層內(nèi)的微絲4軸線呈彎曲線時，微絲4之間形成彎曲的微通道，使得液體在流經(jīng)彎曲的微通道時受到不斷的擠壓和拉伸，使液體內(nèi)產(chǎn)生劇烈的湍流，從而加速了混合和反應的速度。
[0028]所述微絲4在反應通道111內(nèi)排列形成多層結(jié)構(gòu)，相鄰兩層內(nèi)的微絲4直接接觸或兩者之間設置有隔片。本具體實施例中，將所有相鄰兩層內(nèi)的微絲4直接接觸；當然，本實用新型也可以通過隔片的隔斷作用，將反應通道111內(nèi)的層與層之間的微絲4形成蛇彎連通結(jié)構(gòu)，用于多種反應物先后加入反應的場合。
[0029]為了使各反應物初步混合后能夠更加順暢地進入各微通道內(nèi)，所述輸入混合腔13在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大。同樣地，為了使生成物從微通道流出后能更好地進入輸出管3，所述輸出混合腔14在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄。
[0030]為了避免各反應物直接在注入管2處混合反應，優(yōu)選地，所述輸入混合腔13在連通注入管2的位置處設置有將其分隔形成各分室的密封隔板5，各分室分別與各注入管2連通，且在輸入混合腔13末端連通。
[0031]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個實施例而已。
[0032]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微通道反應器，包括反應室(1)，及與反應室(I)密封連接的注入管(2)及輸出管(3)，反應室(I)設置有分別與注入管(2)、輸出管(3)相連通的輸入混合腔(13)、輸出混合腔(14)，其特征在于:所述反應室(I)包括基板(11)，及與基板(11)密封連接的蓋板(12)，所述基板(11)設置有連通輸入混合腔(13)和輸出混合腔(14)的、上端開口的反應通道(111)，反應通道(111)內(nèi)密布排列有微絲(4)或微球,反應通道(111)與蓋板(12)配合將微絲(4)或微球壓緊，微絲(4)之間、微絲(4)與反應通道(111)、微絲(4)與蓋板(12)之間形成微通道，或微球之間、微球與反應通道(111)、微球與蓋板(12)之間形成微通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述反應通道(111)設置有若干個，若干個反應通道(111)平行排列形成一排。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述反應通道(111)設置有兩排，兩排反應通道(111)之間設置有混合通腔(112)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述密布排列在反應通道(111)內(nèi)的微絲(4 )或微球可采用相同直徑或不同直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述微絲(4)或微球的直徑小于0.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述微絲(4)在反應通道(111)內(nèi)排列形成單層或多層結(jié)構(gòu)，各層內(nèi)的微絲(4)軸線呈一直線或彎曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述微絲(4)在反應通道(111)內(nèi)排列形成多層結(jié)構(gòu)，相鄰兩層內(nèi)的微絲(4)直接接觸或兩者之間設置有隔片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述輸入混合腔(13)在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述輸出混合腔(14)在高度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸擴大，在寬度尺寸上沿反應物的流動方向逐漸收窄。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道反應器，其特征在于:所述輸入混合腔(13)在連通注入管(2)的位置處設置有將其分隔形成各分室的密封隔板(5)，各分室分別與各注入管(2 )連通，且在輸入混合腔(13 )末端連通。
【文檔編號】B01J19/00GK203437114SQ201320376745
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】高禹豐 申請人:高詩白