[实用新型]齿轮型微反应通道系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学化工领域，具体的，涉及一种齿轮型微反应通道系统。

背景技术

微流体装置相较于传统反应器，结构特征尺寸缩小至微米到数毫米，从而可以通过安全、高效且环保的方式来实现危险、困难、甚至不可能进行的化学反应和过程，具有极大的过程强化优势，满足绿色化学可持续发展的时代需求。而反应器的通道是影响其效能发挥的关键因素。

目前，针对有固体参加或有固体生成的微反应通道系统仍有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此本实用新型的一个目的在于提出一种齿轮型微反应通道系统，该齿轮型微反应通道系统可以显著强化反应过程，传质传热效率高，安全性好，适于固-液反应、气-液反应、气-固-液多相反应等多种类型的化学反应，且十分有利于有固体参加或生成固体的反应，比如用钯碳作催化剂的氢化反应等。该系统适应性强，结构十分简便，制作成本低，产品性价比高，非常适合在工业上推广普及。

为此，在本实用新型的一方面，提出了一种齿轮型微反应通道系统，根据本实用新型的一个实施例，该系统包括：底板，所述底板上设置有齿轮型微反应通道；所述齿轮型微反应通道进一步包括：

至少一个物料入口，所述物料入口处于齿轮型微反应通道的一端；

至少一个物料出口，所述物料出口处于齿轮型微反应通道的另一端；

至少一组扰流槽道，所述扰流槽道呈齿轮型，且位于所述物料入口与所述物料出口之间。

由此，利用该齿轮型微反应通道系统，可以使流体得到充分撞击，流向时左时右，多次发生改变，产生高效率的混合，使得多相化学反应过程被强化，从而实现极高的传质和传热效率。且十分有利于有固体参加或有固体生成的反应。

根据本实用新型的实施例，申请人意外发现，流体在通道中被不断撞击，有利于将大颗粒固体撞成多个小颗粒，有利于将大气泡撞成多个小气泡，十分有利于传质传热。并且在通道中流体的流动方向时左时右，不断被改变，可形成高度湍流。而且齿轮型扰流槽道的拐角是钝角,使得固体避免在微反应通道中停留，避免形成流动死角，进一步保障反应效率。

另外，根据本实用新型上述实施例的齿轮型微反应通道系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型中，可以根据需要增加物料进出口。例如可以设置2个或3个物料入口。由此便于不同物料进行反应前投料。

在本实用新型中，所述微反应通道系统由多组所述扰流槽道通过弧形槽道进行若干次连接后，迂回成S形布局并一体成型。由此保证微反应通道容积更大，适合固-液、气-液及气-固-液等多相反应。

在本实用新型中，所述弧形槽道的曲率半径为1.5-6.5毫米，优选为2.5-4.5毫米，最优选为3.5-4毫米。该半径是指扰流槽道的中心线到该扰流槽道与其相邻扰流槽道间隔的中心点之间的距离。

在本实用新型中，相邻所述扰流槽道之间的最窄间距为2-5毫米，优选为2.5-4毫米，最优选为3毫米。由此降低相邻扰流槽道间的热串扰，使本实用新型的系统更加适用于热敏反应。

在本实用新型中，所述扰流槽道的深度为0.5-5毫米，优选为1-3毫米，最优选为1.5-2毫米。

在本实用新型中，所述扰流槽道包括槽道入口、沿槽道入口中心线对称设置的第一反应壁和第二反应壁。进一步的，在从左往右方向，所述第一反应壁由多组左凹壁与左连接壁依次连接之后所形成；所述第二反应壁由多组右凹壁与右连接壁依次连接之后所形成；所述左凹壁与所述右连接壁相匹配，所述右凹壁与所述左连接壁相匹配，由此所述扰流槽道整体呈齿轮型。

在本实用新型中，所述槽道入口的宽度1-8毫米，优选为2-5毫米，最优选为4毫米。

在本实用新型中，左凹壁呈现梯形构造，包括最左端凹顶开口部分、最右端凹底部分，及两个侧边部分。沿从左往右方向，所述左凹壁在上下方向上的宽度渐次减小。在本实用新型中，在左凹壁的最左端凹顶开口部分的宽度为1-10毫米，优选为3-8毫米，最优选大约为4毫米。在左凹壁的最右端凹底部分的宽度为1-5毫米，优选为1.5-4毫米，最优选为2.5毫米。

在本实用新型中，沿从左往右方向，从所述左凹壁最左端凹顶开口部分到其最右端凹底部分之间的距离为0.5-7毫米，优选为1-4毫米，最优选为2.5毫米。由此体现左凹壁沿从左往右方向凹入的深度。