[实用新型]一种柱排微反应通道及微反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于化工、医药机械技术领域，具体涉及一种柱排微反应通道及微反应器。

背景技术

在化工或医药生产过程中，流体之间的反应工作大多是通过微反应器来进行混合实现的，而对两种流体进行混合是微反应器最常进行的工作。微反应器是一种建立在连续流动基础上的微管道式反应器，用以替代传统反应器，如玻璃烧瓶、漏斗，以及工业有机合成中常用的反应釜等传统间歇反应器。在微反应器中有大量的以精密加工技术制作的微型反应通道，它可以提供极大的比表面积，传质传热效率极高。另外，微反应器以连续流动代替间歇操作，使准确控制反应物的停留时间成为可能。这些特点使有机合成反应在微观尺度上得到精确控制，为提高反应选择性和操作安全性提供了可能。

目前生产中所使用的微反应器对两种流体进行混合是依次将两种流体注入到混合空间内，使两种流体在混合空间内进行混合，流体注入的通道结构比较简单。由于两种流体在进入混合空间后都是处于静态自然混合，容易出现两种流体的混合不充分，导致反应物的收率不高。

由于现有技术中的微反应器存在流体混合不充分、导致反应物收率较低等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种柱排微反应通道及微反应器。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的微反应器存在流体混合不充分的缺陷，从而提供一种柱排微反应通道及微反应器。

本实用新型提供一种柱排微反应通道，其包括微反应单元，所述微反应单元包括进口段、出口段和位于二者之间的扩张段，其中在所述进口段与所述扩张段之间形成有流通面积先减小、后增大的第一弯道部分，且在所述第一弯道部分处设置有至少一个第一分流柱。优选地，所述扩张段的流通截面积分别大于所述进口段和所述出口段的流通截面积。

优选地，所述第一分流柱为多个，且沿流体流向布置成多排；相邻两排所述分流柱之间，成相互交错地布置。

优选地，在所述扩张段中靠近所述第一分流柱的位置还设置有沿流体流向延伸的一个以上的分流挡板，所述分流挡板将流体分隔成两个以上的第一排形分流通道；优选地，所述分流挡板为两个以上时，两个以上的所述分流挡板均相互平行地设置。

优选地，在所述出口段与所述扩张段之间也形成有流通面积先减小、后增大的第二弯道部分，且在所述第二弯道部分处设置有沿流体流向布置的多排第二分流柱。

优选地，所述第一分流柱和/或所述第二分流柱为圆柱状结构，其轴线方向沿与流体流向相垂直的方向延伸。

优选地，所述微反应通道还包括“口”形通道，所述“口”形通道包括进口管路、出口管路和位于二者之间的两支分流管路，两支所述分流管路在与所述进口管路相接处将流体一分为二，且在两支所述分流管路与所述出口管路相接处将流体合二为一；

所述微反应单元形成于所述进口管路、和/或所述出口管路、和/或至少一个所述分流管路的部分。

优选地，两支所述分流管路包括第一分流管路和第二分流管路，在所述第一分流管路、所述第二分流管路和所述出口管路共同相交处还设置有沿来流方向平行延伸地设置的至少两排的第二分流挡板，所述第二分流挡板将流体分隔成两个以上的第二排形分流通道，并在两排中间进行汇合并流至所述出口管路。

优选地，在所述第一分流管路上与所述出口管路相接的部位设置为成“S”形曲线形状的第一弯折管段、在所述第二分流管路上与所述出口管路相接的部位设置为成“S”形曲线形状的第二弯折管段，

且所述第一弯折管段与所述第二弯折管段共同形成“W”形的汇流管段。

优选地，所述通道包括至少两个所述的“口”形通道，至少两个所述的“口”形通道成串联连接；和/或成并联连接。

本实用新型还提供一种微反应器，其包括前述的柱排微反应通道。

本实用新型提供的一种柱排微反应通道及微反应器具有如下有益效果：

1.本实用新型的柱排微反应通道及微反应器，通过将在所述进口段与所述扩张段之间形成有流通面积先减小、后增大的第一弯道部分，且在所述第一弯道部分处设置有至少一个第一分流柱，能够在该第一弯道部分提高流体的流速，且通过高速的流体撞击至第一分流柱上，能够增加流体的横向流速(即沿进口段延伸方向相垂直的方向)，增大流体的湍流程度，增加了流体间的混合充分程度，有效地提高了微反应通道的反应收率；

2.本实用新型的柱排微反应通道及微反应器，通过在所述第一弯道部分处设置有至少一个第一分流柱，还可以通过该第一分流柱有效地抵消弯道部分离心力对流体流动的影响，使得流过弯道部分的流体分布均匀；