[实用新型]微型气液反应器及微型气液反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气液接触反应设备，具体的说，涉及了一种基于子弹流的微型气液反应器和两种微型气液反应装置。

背景技术

由于微机械设备的广泛应用，目前国内学者对微通道内两相流体流动、传质、传热情况进行了很多研究。微通道由于尺寸较小，达到微米级，故其气液接触比表面积远远大于常规通道，在很大程度上强化了气液传质过程。因此在很多方面有很好的应用前景，如气体的吸收、脱吸、加氢、氟化等。

这些研究集中在子弹流和液环流上，因为这两种流型容易实施和控制，且气相、液相比表面积相对较大。对于子弹流这种流型，微通道内气泡和液柱长度、气液传质速率等受到当量直径、气液表观速度、截面形状等的影响。由于微通道结构尺寸微小，内部空间狭小，所以入口结构对其稳定性影响较大。

对于子弹流，微通道内的气泡和液柱长度用两相雷诺数进行关联得到以下形式的关联式：

气泡长度：                                                      

液柱长度：       

式中，分别表示气泡长度、液柱长度、微反应管当量直径、气相雷诺数以及液相雷诺数。

以上面两个式子为根据，可以准确掌握气泡以及液柱的长度，从而得到气液两相在微通道内的传质接触面积。

现有的常规尺度的气液传质、传热设备不能满足微电子机械系统高集成度、比表面积大的要求，而微尺度、高集成度的气液反应器又少见报道。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、体积小、气液接触比表面积大的微型气液反应器和两种包括所述微型气液反应器、集成度高的微型气液反应装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种微型气液反应器，包括两端分别用于进液和进气的进料管和与所述进料管中部垂直连接的混合反应管，所述混合反应管为波节管。

基于上述，所述波节管由平直管和间隔设置在所述平直管上的多个管体径向凸起部构成。

基于上述，所述管体径向凸起部是绕所述平直管一周径向凸起的凸起部。

基于上述，所述进料管与所述波节管之间设置有连接部，所述连接部的横截面从其与所述进料管的结合端到其与所述波节管的结合端由大变小，所述连接部与所述波节管结合端的横截面等于所述平直管的横截面。

基于上述，所述连接部是喇叭状筒体。

一种微型气液反应装置，它包括M1个进液支管和M1个进气支管，所述进液支管与所述进气支管平行设置并交替排列成一列阵列管；

沿垂直于所述阵列管轴向间隔均匀的设置有至少一列权利要求1-5所述的微型气液反应器，每列包括M1个所述微型气液反应器；

第i个所述阵列管与第i+1个所述阵列管之间设置有至少一个所述微型气液反应器；

所述进料管两端分别与所述阵列管垂直相连以便提供反应所需的液体和气体，所述波节管与所述阵列管垂直设置，所述波节管的末端位于所述进料管的同侧；

M1为正整数，i为小于2M1的正奇数。

基于上述，它还包括一个进液总管和一个进气总管，所述进液总管和所述进气总管分别设置在所述阵列管轴向的两端，所述进液总管与所述进液支管相连，所述进气总管与所述进气支管相连。

一种微型气液反应装置，它包括M2个进液支管和M3个进气支管，所述进液支管与所述进气支管平行设置并交替排列成一列阵列管；

沿垂直于所述阵列管轴向间隔均匀的设置有至少一列权利要求1-5所述微型气液反应器，每列包括M2+M3-1个所述微型气液反应器；

所述进料管两端分别与所述阵列管垂直相连以便提供反应所需的液体和气体，所述波节管与所述阵列管垂直设置，所述波节管的末端位于所述进料管的同侧；

M2和M3为正整数。

基于上述，它还包括一个进液总管和一个进气总管，所述进液总管和所述进气总管分别设置在所述阵列管轴向的两端，所述进液总管与所述进液支管相连，所述进气总管与所述进气支管相连。