一种组合挡板式微反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种组合挡板式微反应器，包括上微反应器基板、下微反应器基板、上热浴板和下热浴板；完整的微反应器由上微反应器基板与下微反应器基板相对面上阵列排布的微反应室，依次连通各微反应室的微通道，以及进液通道和出液通道构成；微反应室为椭圆形，流体流动的方向为椭圆的长轴方向，微反应室内沿长轴方向设置有若干组用于流体折叠的挡板；微通道外径上具有能够形成流体湍流的波结结构；上热浴板安装于上微反应器基板的背面，下热浴板安装于下微反应器基板的背面。椭圆形微反应及室内的挡板能够使流体反复折叠、碰撞，有效提升流体的混合效果，微通道上的波结结构会造成微通道直径上的不断变化而形成湍流，进一步强化流体的混合效果。流体的混合效果。流体的混合效果。

【技术实现步骤摘要】
一种组合挡板式微反应器


[0001]本专利技术涉及一种组合挡板式微反应器。

技术介绍

[0002]反应器是实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、制药等诸多行业，其中釜式反应器应用最广，但其能耗大、搅拌混合不均匀、操作间隙时间长效率不高，遇有反应速度快且放热剧烈的反应时常有事故发生，近年来，微通道反应器渐渐进入了大家的视野，微反应器在保证安全和操作连续性的基础上，于传质、传热、混合方面均具有强化效应。首先传质方面，化工的传递过程都存在边界层的问题，由于微反应器可以把通道做的很小，所以其相应的边界层就越薄，其传递过程就越快；其次是传热方面，反应放出的热量与体积成正比，但热量是从表面移除的，也就是说，当通道半径越小比表面积越大，其移除热量的能力越强；第三混合方面，由于微反应器基板尺寸可根据工况自行决定，一般情况下均在基板上加工出若干阵列排布的微型反应室，各反应室之间加工微通道使之相连通，反应室可以加工出任何有利于反应的造型，尤其是可以在各反应室中加工出凸台、挡板之类的特征，使流动的反应物折叠、碰撞，使两股或多股流动的反应物充分混合。目前，关于微反应器的设计以及其加工工艺的研究，国内外均围绕上述几点展开。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种组合挡板式微反应器，提升微反应器在传质、传热以及混合方面的效应。
[0004]技术方案：一种组合挡板式微反应器，包括上微反应器基板、下微反应器基板、上热浴板和下热浴板；上微反应器基板与下微反应器基板相对面上的特征为镜像关系，两者装配起来会形成完整的微反应器；所述完整的微反应器由所述上微反应器基板与下微反应器基板相对面上阵列排布的微反应室，依次连通各微反应室的微通道，以及进液通道和出液通道构成；所述微反应室为椭圆形，流体流动的方向为椭圆的长轴方向，微反应室内沿长轴方向设置有若干组用于流体折叠的挡板；所述微通道外径上具有能够形成流体湍流的波结结构；上热浴板安装于上微反应器基板的背面，下热浴板安装于下微反应器基板的背面。
[0005]进一步的，所述上热浴板和下热浴板上设有热浴槽，所述热浴槽为折流型流通槽，且为与微反应器基板背面直接接触的开口槽。
[0006]进一步的，所述微通道的直径为1mm。
[0007]进一步的，所述进液通道包括A液进口、 B液进口、A液球腔、B液球腔以及Y型进料结构，A液进口通过A液球腔连接所述Y型进料结构的一个微通道进口，B液进口通过B液球腔连接所述Y型进料结构的另一个微通道进口，所述Y型进料结构的微通道出口连接首端的微反应室的流体入口；所述出液通道包括反应物出口和反应物球腔，应物出口通过反应物球
腔连接末端的微反应室的流体出口。
[0008]进一步的，所述上微反应器基板、下微反应器基板、上热浴板和下热浴板均具有一圈阵列排布的通孔，且孔径与位置一致，用于整台微反应器的紧固。
[0009]进一步的，所述上微反应器基板、下微反应器基板、上热浴板和下热浴板均为四方形且大小一致，其中上微反应器基板和下微反应器基板的厚度一致，上热浴板和下热浴板的厚度亦一致且为微反应器基板厚度的两倍。
[0010]有益效果：1、本专利技术中微反应室设计为椭圆形，且流体流动方向为椭圆的长轴方向，于微反应室内设置3组挡板，流体反复折叠、碰撞，能有效提升流体的混合效果，各微反应室间相连通的微通道外径上具有波结结构，波结结构会造成微通道直径上的不断变化而形成湍流，亦能有效强化流体的混合效果，同时强化了流体的传热效果。
[0011]2、本专利技术中用于传热的热浴板为开口槽设计方案，使热浴板中流动的液体与微反应器基板直接接触，热浴板上热浴槽为折流型流通槽，可防止流体返混，这些措施能有效提升整台系统传热效果。
[0012]3、本专利技术一种组合挡板式微反应器，采用组合式的设计，结构紧凑合理、移动安装方便，如多台并联安装，能产生大的产能。
附图说明
[0013]图1是本专利技术装配示意图；图2是本专利技术中上微反应器基板主视图；图3是本专利技术中上微反应器基板主视图中B处放大图；图4是本专利技术中上微反应器基板A
‑
A剖视图；图5是本专利技术中上热浴板主视图；图6是本专利技术上热浴板主视图中C
‑
C剖视图；图7是本专利技术上热浴板主视图中D
‑
D剖视图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0015]如图1所示，本组合挡板式微反应器，由上微反应器基板1、下微反应器基板2、上热浴板3和下热浴板4组成。
[0016]如图1、图2所示，本组合挡板式微反应器中，上微反应器基板1与下微反应器基板2相对的主视面上的造型特征为镜像关系，上微反应器基板1与下微反应器基板2上的造型特征均为半份特征，上微反应器基板1与下微反应器基板2相对装配起来会形成完整的微反应器。上热浴板3和下热浴板4相对的主视面上的造型特征亦为镜像关系，其中上热浴板3安装于上微反应器基板1的背面为其传热，下热浴板4安装于下微反应器基板2的背面亦为其传热。
[0017]具体的，上微反应器基板1、下微反应器基板2、上热浴板3和下热浴板4均为四方形且大小一致，其中上微反应器基板1和下微反应器基板2的厚度一致，上热浴板3和下热浴板4的厚度亦一致且为微反应器基板厚度的两倍。
[0018]如图2
‑
4所示，完整的微反应器由上微反应器基板1与下微反应器基板2相对面上
阵列排布的微反应室13，依次连通各微反应室13的微通道15，以及进液通道和出液通道构成。本实施例中，具有6排6列阵列排布的微反应室13，微通道15的直径为1mm，其余尺寸以此参照。
[0019]微反应室13为椭圆形，流体流动的方向为椭圆的长轴方向，微反应室13内沿长轴方向设置有3组用于流体折叠的挡板14，3组挡板交错设置，当混合流体进入微反应室13先被第一组挡板阻挡而折叠成3股，然后被第二组挡板阻挡折叠成2股，再被第三组挡板阻挡折叠成3股，最后3股汇聚成1股流出微反应器13，混合流体经过阵列排布的微反应室以及将之连通的带有波结的微通道得到充分混合与反应。微通道15上的波结结构会造成微通道15直径上的不断变化而形成流体湍流，强化了混合效果，同时强化了传热效果。
[0020]进液通道包括A液进口5、 B液进口6、A液球腔8、B液球腔9以及Y型进料结构，A液进口5通过A液球腔8连接Y型进料结构的一个微通道进口，B液进口6通过B液球腔9连接Y型进料结构的另一个微通道进口，Y型进料结构的微通道出口连接首端的微反应室13的流体入口。出液通道包括反应物出口7和反应物球腔10，应物出口7通过反应物球腔10连接末端的微反应室13的流体出口。
[0021]如图5
‑
7所示，上热浴板3和下热浴板4相对的主视面的中间为热浴槽16，热浴槽16为折流型流通槽，可防止流体返混，有效提升整台系统传热效果；并分别于热浴板的左视面上方具有1个热浴进口19与热浴槽16相通连，于热浴板的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合挡板式微反应器，其特征在于，包括上微反应器基板（1）、下微反应器基板（2）、上热浴板（3）和下热浴板（4）；上微反应器基板（1）与下微反应器基板（2）相对面上的特征为镜像关系，两者装配起来会形成完整的微反应器；所述完整的微反应器由所述上微反应器基板（1）与下微反应器基板（2）相对面上阵列排布的微反应室（13），依次连通各微反应室（13）的微通道（15），以及进液通道和出液通道构成；所述微反应室（13）为椭圆形，流体流动的方向为椭圆的长轴方向，微反应室（13）内沿长轴方向设置有若干组用于流体折叠的挡板（14）；所述微通道（15）外径上具有能够形成流体湍流的波结结构；上热浴板（3）安装于上微反应器基板（1）的背面，下热浴板（4）安装于下微反应器基板（2）的背面。2.根据权利要求1所述的组合挡板式微反应器，其特征在于，所述上热浴板（3）和下热浴板（4）上设有热浴槽（16），所述热浴槽（16）为折流型流通槽，且为与微反应器基板背面直接接触的开口槽。3.根据权利要求1所述的组合挡板式微反应器，其特征在于，所述微通道（15）的直径为1mm。4.根据权利要求1所述的组合挡板式微反应器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志高，张露，沈茂松，单杰，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：