[发明专利]一种连续流微反应器、系统及方法

说明书

本公开提供了一种连续流微反应器、系统及方法，包括微反应器本体，所述本体内设置有换热通道和至少一条反应通道，所述反应通道的一个端部设置有入口，另一个端部设置有出口，所述反应通道内设置有若干具有多个气孔的微孔板，且所述反应通道在与微孔板相对应处，设置有一进气口；换热通道能够作用于各反应通道的至少一部分，为反应过程提供传热路径。本公开能够有效的产生足够数量且尺寸均匀的微细气泡，相比于常规微反应器内的气液层流接触，能够增大两相接触面积，有效地增强了传质混合，更有利于化学反应的充分进行。

技术领域

本公开涉及一种连续流微反应器、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

微反应器能够利用有限的尺度空间，进行两相或多相物质的反应，能够在保证安全的前提下，极大的提高反应的传质传热。

据发明人了解，目前主流的商业微反应器内的流动状态仍以流体直接碰撞接触为主，而这种反应方式，不能满足高通量的要求。这是因为：高通量的气液反应会在短时期内通入大量的反应气体，而微反应器的空间有限，液体需要在这有限的空间内，迅速和大量气体接触、碰撞并起反应，导致局部气液比例过大，极易出现气液分层流动，难以产生足够的相界面积，不利于反应。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种连续流微反应器、系统及方法，本公开通过设置多个微孔板，将气体进入的渠道分布化，保证了微反应器能够满足高通量的需求。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种连续流微反应器，包括微反应器本体，所述本体内设置有换热通道和至少一条反应通道，所述反应通道的一个端部设置有入口，另一个端部设置有出口，所述反应通道内设置有若干具有多个气孔的微孔板，且所述反应通道在与微孔板相对应处，设置有至少一进气口；

所述换热通道能够作用于各反应通道的至少一部分，为反应过程提供传热路径。

上述设计方案中，进气口中进入的反应气体，被微孔板分为多股微小气流，与入口处进入的液体，在反应通道内进行接触/碰撞，利用液相的剪切冲刷作用，最终形成微气泡，完成反应后，从出口排出；通过在反应通道内设置若干组微孔板，每组中至少设置有两个微孔板，利用双面进气，来控制局部空间内的气液比，使得微泡生成更加均匀。

同时，微孔板的数量可以根据反应的物质、要求、通量等不同进行适应性改变，当遇见高通量要求时，增加微孔板、进气口的数量即可，能够有效保证适合高通量工况，保证了反应过程的连续性。

作为一种实施方式，所述反应通道内设置有若干对具有多个气孔的微孔板，且每对微孔板沿反应通道轴向为中心轴对称布设。

当然，对称布设可以在一定程度上具有美观、制造工艺方便、反应均匀的优点。但是，在其他实施方式中，也可以采用不对称的设置方式，理应属于本公开的保护范围。

作为一种实施方式，当本反应器用于气-液-固三相反应时，可以将固体催化剂颗粒填充入通道中，形成床层结构，辅助以微孔板分布进气，实现该类反应的强化传质。

作为一种实施方式，所述反应通道内壁上设置有多个板翅结构，以使流体在通道内呈现对流或湍流状态。

这样的设置能够有效的强化传质传热。当然，板翅结构可以是规则或不规则形状，且各个板翅结构可以相同也可以不同。

作为一种实施方式，所述反应通道在所述微反应器本体内呈弯曲分布，具有多个拐弯处。

反应通道在所述微反应器迂回延伸，一方面可以在有限的空间(即反应器大小的限定下)内尽可能的增加反应空间，另外一方面，能够延长反应路径，保证反应效果。