[发明专利]一种微通道反应器

权利要求书

1.一种微通道反应器，其特征在于，包括盖板，基板和换热板，所述盖板设置在反应器的两端，基板和换热板按照盖板-换热板-(基板-换热板)_N-盖板的顺序上下堆叠，其中N为1-10的整数；所述基板包括第一流体入口和第二流体入口；所述第一流体入口与第一微通道连通，所述第一微通道在基板内分裂成两个第一分流微通道；所述第二流体入口与第二微通道连通，所述第二微通道在基板内分裂成两个第二分流微通道；所述第一分流微通道和所述第二分流微通道在各自的通道端部汇合并流入第一混合微通道；所述第一混合微通道的另一端连接第一混合腔；所述第一混合腔的另一端经过第二混合微通道连接至第二混合腔，所述第二混合腔设置在中心混合腔中；所述中心混合腔的中心设置流体导管，所述流体导管穿过换热板将各基板中的所述中心混合腔联通，位于最下层的基板中的导管穿过位于最下层的换热板和盖板后与出液管连通；所述第一混合腔为倒梯形结构，其内部设置两个第一分流块，所述第一分流块沿着所述第一混合微通道的中轴线对称设置使得所述第一分流块之间形成第一冲击流道；在两个所述的第一分流块之间设置三角形结构的第二分流块，所述第二分流块将所述第一冲击流道分割为两个第二冲击流道；所述第一分流块和所述第一混合腔的上壁及侧壁之间分别形成第一分流流道和第二分流流道，所述第二分流流道和第二冲击流道在出口处形成第一交汇区；所述第二分流块与第一混合腔的底壁之间形成第三分流流道；经过交汇的流体通过第三分流流道相互混合进入所述第二混合微通道中。

2.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述第一分流微通道的流体截面是相等的，所述第二分流微通道的流体截面是相等的；所述第一混合微通道在沿着靠近第一混合腔的方向上流道逐渐收窄。

3.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述第一分流块的被构造成使得所述第一分流流道的在流体流动方向上逐渐收窄，并在与所述第二分流流道连接的区域逐渐扩张；第一冲击流道的进口的宽度Cw1和第一混合微通道的出口的宽度Hw1的比值Cw1/Hw1为0.5-0.8；第一冲击流道的进口和第一混合微通道之间距离即为Ds1，所述Ds1和所述Cw1的比值为1.8-2.5；所述第二分流流道的出口和第二冲击流道的出口以70-90°的角度互相交汇。

4.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，所述第二混合腔包括两个第三分流块，两个挡流块和一个第四分流块；两个所述第三分流块沿着所述第二混合微通道的中轴线对称设置使得所述第三分流块之间形成第三冲击流道；两个所述挡流块分别对称地设置在所述第二混合微通道的两侧，并且使得挡流块和第三分流块之间形成第四分流流道；所述第四分流块包括分流锥和沿着分流锥向两侧展开的分流臂，所述分流锥设置在第三冲击流道的出口外侧且与第三冲击流道的中轴线对齐，所述分流锥和所述第三分流块之间形成第五分流流道；所述分流臂与所述挡流块之间形成第六分流流道，所述第四分流流道和所述第五分流流道在出口处形成第二交汇区；经过交汇的流体最终通过第六分流通道流入中心混合腔中，并通过导管经出液管流出装置。

5.如权利要求4所述的微通道反应器，其特征在于，所述第三分流块被构置成使得所述第三冲击流道在流体流动方向上逐渐收窄，所述挡流块为弧形结构；使得经过第五分流流道的流体与经过第四分流流道的流体交汇并且使得交汇的流体沿着第六分流流道流出第二混合腔；弧形结构的挡流块利于更加流体更稳定第流入所述第四分流流道。

6.如权利要求4所述的微通道反应器，其特征在于，第三冲击流道的进口的宽度Cw2和第二混合微通道的出口的宽度Hw2的比值Cw2/Hw2为0.7-0.9；第三冲击流道的进口和第一混合微通道之间距离记为Ds2，所述Ds2与所述Cw2的比值为0.8-1.2。

7.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，沿混合后流体流动方向，流体导管的内径从上到下依次增大。

8.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，换热板设置在基板的上下两侧对其进行加热，所述换热板两侧分别设置流体入口和流体出口，而相邻的换热板中的流体入口和流体出口的位置相反。