[发明专利]一种微通道反应器

说明书

本发明公开了一种微通道反应器，包括包括盖板，基板和换热板，所述盖板设置在反应器的两端，所述基板中设置有第一混合腔，第二混合腔和中心混合腔。本发明中，通过流体混合流道对流体入口导入的流体进行分流，从而使得进入基板后的流体得到进一步的细分，而进过细分后的流体通过第一混合腔进行混合交汇，并将交汇后的流体导入对应的第二混料腔进行二次充分混合，混合后的流体再次送入中心混合腔体中进行碰撞对冲，完成三次混合，之后通过导管导出，完成整个混料反应过程，可以显著地地提高化学反应的完成度。

技术领域

本发明涉及化工制药领域，具体涉及一种微通道反应器。

背景技术

通常所说的微反应器是指在制造技术上至少部分采用了微反应技术，或超精密加工技术，其内部结构的特征尺寸在亚米和亚毫米之间。微反应器与常规反应设备相比，其特征尺寸要小的多，这使其具备大的比表面积、得到强化的传质和传热过程，并且可一定程度节省反应试剂用量，让反应过程更加安全可靠，通过众多的微反应通道进行的数增放大，可简单、灵活得实现工业放大，从而实现连续、高效、安全的化工生产。

目前，市场上使用的微通道形式有多种样式，如窄型或心形通道等形式，但是，其在混合效率上仍然存在一定的缺陷,而混合效率对于化学反应的最终收率有着显著的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供微通道反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微通道反应器，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。

优选的，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。

优选的，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。因此，二者能够分别均等地分流来自第一微通道和第二微通道的流体。

优选的，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。这样可以提高流体冲入第一混合腔的速度。而加快的流体速度利于流体在所述第一混合腔中充分混合。

优选的，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大致为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。

优选的，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。

优选的，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123之间距离即为Ds1，所述Ds1和所述Cw1的比值为1.8-2.5。

优选的，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。