[發明專利]微波微芯片反應裝置

有效

• 申請號: 201310561830.7
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103721660A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 郭凱;張鍇;李輝;歐陽平凱;涂善東
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01L3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明涉及一種微波微芯片反應器，屬于微化工機械領域。?

背景技術

目前微波被廣泛的應用在物料加熱和干燥等領域，而由于其微波輻射加熱固體時具有熱散逸效應，使得微波在加熱固體物料時，會出現局部過熱的現象，造成固體物料融化，結焦等現象，因此微波很難運用在化學反應領域。更由于局部的過熱，在加熱流體物料反應時，承載物料的容器也會出現局部過熱，而導致容器變形和破壞。并且現有文獻和技術報道多限于間隙式的加熱和反應，因此對于絕大多數化工過程反應來說，均勻輻射加熱和連續不間斷流動的反應的需求是最為迫切的，也是最有待解決和研究的技術。?

發明專利(CN103055778A)是一種用于固體物料干燥的，連續軸流式微波反應器，只適用于固體物料，對于絕大多數化工過程反應來說，是無法實現的。而且該物料投料量大，在物料內部由于物料沿微波轉播方向物料較厚，會出現我溫度的梯度，也存在這物料加熱不均勻的現象。尤其對于一些反應時間在數秒內的反應，其加熱均勻的問題更顯突出。發明專利(CN102491321A)是一種在一個加熱腔內通過改變單一的微波能量發生器，改由多個發生器從多個方向發射入加熱腔，在通過多次折射加密微波密度的方法，改變微波整體上的非均勻性，而從可以在某一個水平面內均勻的加熱物料。同樣的問題該發明所涉及的對象，依舊是固體物料，而且無法連續的進料和出料。?

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種加熱均勻安全的微波微芯片反應裝置。?

技術方案：本發明所述的一種微波微芯片反應裝置包括微波發生模塊、微通道反應器、和供料系統，所述供料系統經管道與微通道反應器連通，所述微波發生模塊向微通道反應器中的流體提供微波加熱。其中微波發生模塊包括磁控管，微波能量輸出器，波導器，波導陣列，該波導陣列為若干波導在垂直于波導陣列微波發射方向的平面上的二維平面堆積體，每個波導的指向與波導陣列發射方向相同，磁控管產生微波后傳輸至微波能量輸出器，通過波導器傳輸至波導陣列發?射。如此設置，經過波導陣列不僅可以過濾出所需要的加熱微波段，便于控制系統對輸出功率的控制，而且可以將微波方向進行調整，使得微波均勻垂直地向下發射，進一步設置微芯片反應器垂直于發射方向，使得微芯片反應器處處加熱均勻。此外，微波發生模塊還包括高壓變壓器和電容器。?

進一步地，本發明的微通道反應器可以為透明PVC、聚四氟乙烯、硅、陶瓷、玻璃等可透過微波材料制成的微通道反應器。微通道反應器微通道寬度為0.04～3毫米。?

進一步，供料系統經管道與微通道反應器的微通道入口連通，連通兩者的管道上還設置有進料單向閥，所述的微通道反應器的微通道出口處還設置有出料單向閥。?

進一步地，該裝置還可以包括控制系統，控制系統包括溫度傳感器、壓力傳感器、控制器，溫度傳感器與壓力傳感器測量微通道反應器微通道出口處的壓力與溫度后傳送至控制器，控制器根據讀取的壓力與溫度數值控制供料系統的供料速率和微波發生模塊的微波功率。?

具體可以將溫度傳感器串接在出料單向閥的管路后，所述的壓力傳感器串接在溫度傳感器的管路后。?

本發明與現有技術相比，其有益效果是：本發明可使裝置內垂直于微波傳播方向的任意一個水平面的加熱功率一致，從而使得該平面內的加熱溫度均勻，亦即使得該微芯片反應器處處加熱功率一致，物料可連續進入反應腔內。由于微芯片總體體積小，通道特征尺度達不到火焰傳播的臨界尺度以及微芯片內少量的反應持有物，使得微芯片反應器具有內在的安全性，在微波場內，可應用于強放熱易燃易爆的反應過程，能明顯的提高反應過程的安全性，并實現連續化生產。?

附圖說明

圖1為本發明微波微芯片反應裝置側視示意圖；?

圖2為本發明微波微芯片反應裝置中的微芯片反應器示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。?

實施例1：?