[发明专利]一种连续流流场合成设备

说明书

本发明属于管道反应器技术领域，具体涉及一种连续流流场合成设备。该设备包括反应管道、第一储罐、第二储罐和动力装置；反应管道竖向设置且内径恒定；反应管道下部具有进料口上部具有出料口；在反应管道中具有供料液反应的反应段，在反应段的下方具有使料液形成稳定流态的整流段；第一储罐与反应管道的进料口连通；第二储罐与反应管道的出料口连通；动力装置驱动反应管道内的料液自下而上流动。本发明提供一种连续流流场合成设备，能够有效消除现有连续流流场反应器中存在的对流场造成扰动的干扰因素，从而更好地应用于精细合成。

技术领域

本发明属于管道反应器技术领域，具体涉及一种连续流流场合成设备。

背景技术

连续流流场合成技术是将传统的釜式反应改变为在连续管道中进行反应的一种合成技术。这种合成方式原材料受热均匀，流态更加稳定，反应产物相较于传统釜式反应产物通常具有较好的一致性，适于医药化工产品的精细合成，尤其是在合成熵值较低的具有规则微观形貌的纳米材料中具有显著的优势。

虽然连续流流场合成相较于釜式反应合成器流态更加稳定，更有利于规则纳米材料的生长，但现有连续流流场反应器中仍然存在诸多难以消除的干扰因素对流场造成扰动，引起局部湍流，影响纳米材料的形貌。第一方面，现有的任何加热方式对反应液进行加热时，必然引起反应液内部产生温度梯度，否则热量无法传递，但由于温度梯度的存在，反应液内部必然产生密度梯度，从而在反应液内引起对流运动，对纳米材料的生长造成扰动。第二方面，反应液要在反应管道内流动，必然需要有推动反应液流动的动力装置以克服流动阻力，但现有的任何驱动反应液流动的动力装置，例如离心泵、蠕动泵等，都无法长时间连续地产生稳定的层流流态。第三方面，合成反应通常需要将两种或更多种原料液混合进行反应，但将具有一定体积的一种原料液加入到另一种原料液中也会对原料液的流态造成明显的干扰。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种连续流流场合成设备，旨在消除至少是部分消除现有连续流流场反应器中存在的对流场造成扰动的干扰因素，以更好地应用于精细合成。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种连续流流场合成设备，包括：

反应管道，反应管道竖向设置且内径恒定；反应管道下部具有进料口上部具有出料口；在反应管道中具有供料液反应的反应段，在反应段的下方具有使料液形成稳定流态的整流段；

第一储罐，第一储罐与反应管道的进料口连通；

第二储罐，第二储罐与反应管道的出料口连通；

动力装置，动力装置驱动反应管道内的料液自下而上流动。

进一步地，整流段内具有将管道截面分割成若干网格单元的整流栅格，在整流栅格上设有加料管，加料管沿着整流段的中轴线从整流栅格的下端延伸至整流栅格的上端。

进一步地，整流栅格包括沿着竖直方向依次连接的多段栅格段，越靠下的栅格段所分割形成的网格单元越密集，越靠上的栅格段所分割形成的网格单元越稀疏。

进一步地，上下相邻的任意两端栅格段中，靠下的栅格段所遮挡的截面区域能够完全覆盖靠上的栅格段所遮挡的截面区域。

进一步地，加料管上端超出整流栅格一段距离。

进一步地，每一栅格段均由若干交叉连接的栅格板构成，任意两片栅格板交叉形成的交叉线均与反应管道平行，加料管布置在栅格板的交叉线上。

进一步地，加料管的下端连接送料管，送料管沿着栅格板从反应管道中央向管壁延伸并伸至管壁外。

进一步地，连续流流场合成设备中具有多段上下相连的反应段，每一反应段外均套设有温度可控的加热装置，并且越靠上方的加热装置的温度越高。

进一步地，加热装置为加热夹套，并且有恒温液态导热介质不断地流经加热夹套。