[实用新型]一种微反应器有效
申请号: | 201721073721.0 | 申请日: | 2017-08-25 |
公开(公告)号: | CN207221889U | 公开(公告)日: | 2018-04-13 |
发明(设计)人: | 张恭运;隋鹏;张家庚;李处来;李凤;杨智华;任苗苗;孟凡国 | 申请(专利权)人: | 山东豪迈化工技术有限公司 |
主分类号: | B01J19/00 | 分类号: | B01J19/00 |
代理公司: | 北京煦润律师事务所11522 | 代理人: | 朱栎 |
地址: | 266000 山东省青*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 反应器 | ||
技术领域
本实用新型属于微反应技术领域,具体涉及一种微反应器。
背景技术
微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应器通常含有小的通道尺寸(当量直径小于500μm)和通道多样性,流体在这些通道中流动,并要求在这些通道中发生所要求的反应。这样就导致了在微构造的化学设备中具有非常大的表面积/体积比率。微反应器利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器,微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
目前行业内微反应通道具有反应效率低、换热结构复杂且换热效率低,流道长度受到空间限制、加工复杂等问题,因此本实用新型研究设计出一种微反应器。
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反应效率低的缺陷,从而提供一种微反应器。
本实用新型提供一种微反应器,其包括外壳和内芯,所述外壳具有中空内腔,所述内芯设置于所述外壳的所述中空内腔中、并在所述内芯外壁与所述外壳的内壁之间形成用于进行微反应的反应通道,其中所述反应通道为螺旋形状的螺旋通道。
优选地,所述内芯可以是圆形或方形的,并且可以是柱体或管状结构。
优选地,所述外壳与所述内芯的形状相适配,可以是圆形或方形的管状结构。
优选地,在所述内芯的外表面上设置有形成所述螺旋通道的第一螺旋形槽,和/或,在所述外壳的内表面上设置有形成所述螺旋通道的第二螺旋线槽。
优选地,所述内芯外表面的所述第一螺旋形槽设为外螺纹,所述外壳为光管结构,所述外螺纹与光管结构的所述外壳内壁间形成所述反应通道;
或者,所述外壳的内表面的所述第二螺旋形槽设为内螺纹,所述内芯为光轴结构,所述内螺纹与光轴结构的所述内芯的外壁之间形成所述反应通道;
或者,所述外壳的内表面的所述第二螺旋形槽设为内螺纹,所述内芯外表面的所述第一螺旋形槽设为外螺纹,所述内螺纹与外螺纹之间形成所述反应通道。
优选地,所述外壳与所述内芯为同心设置的回转体结构,具有相同的回转中心线;
所述外螺纹沿所述回转中心线方向的截面形状为由多个弧形段或由多个矩形段组成的波浪形;
和/或,所述内螺纹沿所述回转中心线方向的截面形状为由多个弧形段或由多个矩形段组成的波浪形。
优选地,所述螺旋形槽的截面形状为弧形、正方形、长方形、梯形或三角形。
优选地,在所述外壳和所述内芯的一相同的端上形成所述反应通道的反应进口,在另一相同的端上形成所述反应通道的反应出口。
优选地,所述内芯为具有内部空腔的中空管结构,所述内部空腔流通换热介质,所述中空管结构的一端形成换热介质的流通入口、另一端形成换热介质的流通出口。
优选地,中空管结构的所述内芯的内表面也设置有扰流结构,优选地,所述扰流结构设为内螺纹。
优选地,所述外壳和所述内芯的管壁厚度均为0.1-20mm,内芯的外螺纹深度0.01mm-2mm,内芯的内径为0.1-100mm。
优选地,所述外壳和所述内芯由不锈钢、镍基合金、有色金属中的至少一种材质所制成。
优选地,所述不锈钢包括304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢、双相钢、超级奥氏体不锈钢、超级双相不锈钢中的至少一种;
和/或,所述镍基合金包括哈氏合金、蒙乃尔合金、因科镍中的至少一种;
和/或,有色金属包括钛、钽、铌、锆中的至少一种。
本实用新型提供的一种微反应器具有如下有益效果:
1.本实用新型的微反应器,通过设置外壳和内芯、并将外壳和内芯之间设置成螺旋形状的反应通道,能够有效地增大反应介质的混合面积,使其能够有效地混合均匀,使得反应更加均匀、充分和彻底,有效地提高了微反应器的反应效率;
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