[实用新型]微通道反应器

说明书

本发明属于化工微反应设备技术领域，特别涉及一种微通道反应器。采用的技术方案是：包括反应器壳体、上端导流垫板、上端封盖、下端导流垫板、下端封盖、反应微通道和导热介质腔体组成，物料进口贯穿上端封盖并通过上端导流垫板连通并联在一起的多根反应微通道，物料出口贯穿下端封盖后通过下端导流垫板连通反应微通道，反应微通道为不同直径微结构反应单元a和b的交替结构，且φa≠φb。本发明采用一体微反应管作为反应管束，避免反应器的渗漏，延长微通道反应器使用寿命；酸蚀、涂覆或高温等技术处理方式对微反应管进行管道内表面糙化处理，增加反应器比表面积，增大湍流作用，从而使反应物料混合更充分，提高反应速率。

技术领域

本发明属于化工微反应设备技术领域，特别涉及一种微通道反应器。

背景技术

近年来，微通道反应技术的快速发展，微化工技术被应用于高效混合、换热、强放热反应过程、高价值精细化学品、剧毒物质、超细/纳米颗粒以及某些特殊军工产品的合成，使得微通道反应器在化学、中间体及生命科学等多个领域甚至造成划时代的影响。其中，微通道反应器的最核心配置当属提供化学反应场所的反应微通道，甚至被称为微通道反应器的“芯片”。通过设计微结构单元对流经通道的反应物料进行切割，实现反应物料以微米甚至更小的时空尺寸进行传质和传热，使反应速率无限接近化学动力学极限，反应过程密闭连续、瞬间持有量小，利用自动化控制、精确度高。

采用特定结构的连续流微通道反应器可实现反应物料的快速混合以及传质传热过程的有效控制，不但可以提高反应收率和产品纯度，同时对工业生产中的节能降耗、安全环保等方面起着至关重要的作用，降低过程风险。传统的微通道反应器构造比较简单，

传统的微通道反应器是利用精密加工技术制造的特征尺寸在10~300μm或者1000μm之间的微型反应器，其最初都是利用金属材料通过两片合二为一，构造比较简单，且这种结构的微通道反应器在使用一段时间后，反应器管路通过反复热胀冷缩过程，会出现连接处渗漏现象。微通道反应器是微化工系统中重要的核心设备之一，随着当前社会环境安全形势和微反应器技术的不断发展，微反应技术及其设备越来越受到人们关注，并逐渐成为行业研究的热点。

发明内容

为了适应现有微反应技术发展，满足微化工反应系统技术需求，本发明提供一种微通道反应器。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

包括反应器壳体、上端导流垫板、上端封盖、下端导流垫板、下端封盖、反应微通道和导热介质腔体组成，反应微通道处于导热介质腔体中，反应器壳体包裹导热介质腔体，物料进口贯穿上端封盖并通过上端导流垫板连通反应微通道,多根反应微通道并联在一起，物料出口贯穿下端封盖后通过下端导流垫板连通反应微通道，反应微通道为无缝一体结构，由不同直径微结构反应单元a和b的交替结构组成，φa≠φb。

作为优选，微结构反应单元a为柱形，微结构反应单元b可以为菱形、柱形、球形或方形中的任意一种。

作为优选，反应微通道直径范围φ为300-1500μm。

作为优选，所述反应微通道材质为不锈钢、哈氏合金、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、玻璃或碳化硅中的任意一种。

作为优选，反应器壳体表面覆盖隔热层，反应器壳体上开孔设有导热介质进口、导热介质出口。

作为优选，上导流垫板设有物料导入口、物料导流槽、双向循环导流槽和反应通道连接槽，物料导入口处于导流垫板中间位置，向上与上端封盖上物料进口相互连通，向一周放射状连通物料导流槽，物料导流槽连通成环状分布的双向循环导流槽，双向循环导流槽通过反应通道连接槽连通反应微通道，下端导流垫板与上导流垫板结构相同。

作为优选，所述的上下端导流垫板所设物料导流槽数量与反应器壳体内所设反应微通道数量呈对应关系。

作为优选，所述上端封盖放入物料进口与上端导流垫板所设物料导入口是相互连通且呈一体的，下端封盖的物料出口与下端导流垫板所设物料导出口是相互连通且呈一体的。