[实用新型]一种多级碰撞混合微反应器

说明书

本实用新型涉及反应设备技术领域，具体地说是一种多级碰撞混合微反应器，包括由上到下依次叠置的反应器上盖、上分流板、上直流通道板、碰撞混合通道板、下直流通道板、下分流板和反应器下盖，其中上分流板和下分流板均设有呈Y型的分流通道，碰撞混合通道板中设有呈Y型的汇聚碰撞通道以及包括多个鼓腔反应室的出料混合通道，且各个鼓腔反应室依次通过细径喷射通道连通。本实用新型使两股物料在碰撞混合通道板、汇聚碰撞通道以及中间碰撞通道内发生多次碰撞混合，在出料混合通道中经细径喷射通道加压后高速撞击鼓腔反应室内壁使液体颗粒破碎至微米级，并在鼓腔反应室的弧形内壁引导下产生涡流，从而大大强化了碰撞混合通道板混合和传质作用。

技术领域

本实用新型涉及反应设备技术领域，具体地说是一种多级碰撞混合微反应器。

背景技术

随着科学技术的进步，化工设备正在不断向着高效、节能的方向发展，其中微反应器内部通道特征尺度通常在几十微米至数百微米，流体薄层间距离较短，可实现反应物料间的超快速微观混合，能够大幅度提高传质传热效率，而微型化连续反应装备可确保有毒易爆物质的安全使用和不稳定物质合成反应的顺利进行，可适用于危险工艺的改良，有利于提高能源及资源利用效率，达到节能降耗的目的。因此化工设备的微结构化成为了化工行业发展的一个重要趋势，近几年来在微加工、微测试技术的不断发展下，关于微尺度下混合、换热等方面的科技发展极为迅速。

专利号为US4735359的美国专利中公开了一种液体混合装置，其采用层状混合结构，需要用离心装置将物料呈薄层状态送出，薄层厚度为0.1毫米，最短在0.1毫秒即可混合均匀。这种微结构装置主要问题是装置固定，单位通量一定，因此应用受到限制。同时，机械加工较为复杂，设备维护成本较高。

公开号为CN101116798的中国专利中公开了一种层状结构的碰撞反应器和混合方法,该反应器将分别经过导流板分流的两种物料再分别经过相应的隔板,再在两隔板之间的导流板上碰撞,实现快速混合。该方法受反应器结构的限制，两物料通量和角度难以调整，在应用上具有一定的局限性。

公开号为CN106423004A的中国专利中公开了一种层状膜分散式微通道换热混合装置及其应用，其主要采用多层配分的方式，两种物料分别通过一个腔室进行多股分配，然后在狭窄通道内瞬间混合。这种结构装置主要存在问题是流体经过分配后只能一次混合，出料腔体体积较大，难以实现两股流体的精细混合以及再次混合。尤其针对液液多相体系，以及反应时间长的反应物料，无法在反应器内实现较高的反应转化率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级碰撞混合微反应器及应用，本实用新型使两股物料在碰撞混合通道板、汇聚碰撞通道以及中间碰撞通道内发生多次碰撞混合，在出料混合通道中经细径喷射通道加压后高速撞击鼓腔反应室内壁使液体颗粒破碎至微米级，并在鼓腔反应室的弧形内壁引导下产生涡流，从而大大强化了碰撞混合通道板混合和传质作用，具有流体混合效果好、处理量大的特点，并且反应时间短，设备加工成本低，操作简单，反应转化率高，特别适合于化工混合反应领域应用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多级碰撞混合微反应器，包括由上到下依次叠置的反应器上盖、上分流板、上直流通道板、碰撞混合通道板、下直流通道板、下分流板和反应器下盖，其中上分流板内部和下分流板内部均设有中间通道和分流通道，上直流通道板和下直流通道板均设有直流细孔，所述分流通道设有一个输入端和两个输出端，且所述输入端与所述中间通道连通，所述输出端细孔与对应侧直流通道板上的直流细孔连通，碰撞混合通道板中设有中间碰撞通道和汇聚碰撞通道，且所述汇聚碰撞通道设有两个入料端和一个出料端，并且所述入料端细孔两端分别与对应侧直流通道板上对应的直流细孔连通，所述出料端与所述中间碰撞通道连通，所述中间碰撞通道通过一出料混合通道与设于碰撞混合通道板一侧的出料口连通，所述出料混合通道包括多个依次通过细径喷射通道连通的鼓腔反应室，且相邻两个细径喷射通道分设于鼓腔反应室两侧。