[發明專利]基于微化工技術的光化學反應系統

在審

• 申請號: 201710301252.1
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN108786687A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 蘇遠海;李光曉;徐文華;商敏靜;路慶華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 顧天樂;王毓理

一種光化學應用技術領域的基于微化工技術的光化學反應系統，包括：多通道微反應器和LED光帶，其中：多通道微反應器設有反應通道群，反應通道群一端連接有混合室、另一端連接有收集腔，反應通道群外側螺旋纏繞有LED光帶；所述的反應通道群由若干環形陣列的反應通道組成。本發明能夠結合光化學轉化和微化工技術的特點，達到較高熱質傳遞性能的同時，反應通道內部獲得均勻的光照，提高光化學轉化過程中產品的收率和純凈度。

技術領域

本發明涉及的是一種光化學反應領域的技術，具體是一種基于微化工技術的光化學反應系統。

背景技術

光化學轉化因其具有環境友好、相較熱化學反應具有較溫和的反應條件、能實現一些熱化學轉化難以實現的反應過程等特點，自20世紀70年代以來在世界范圍內獲得廣泛的關注。

但是現有光反應技術中反應器內部光照不均勻，易引起副反應，因而反應選擇性低，嚴重影響了生產效率；另一方面，能量利用率低、光源及反應系統的有效溫控困難以及反應過程放大也是制約光化學轉化實現大規模產業化應用的難題。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出了一種基于微化工技術的光化學反應系統，能夠結合光化學轉化和微化工技術的特點，達到較高熱質傳遞性能的同時，提高光化學轉化過程中產品的收率和純凈度。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：多通道微反應器和LED光帶，其中：多通道微反應器設有反應通道群，反應通道群一端連接有混合室、另一端連接有收集腔，反應通道群外側螺旋纏繞有LED光帶；

所述的反應通道群由若干環形陣列的反應通道組成。

所述的反應通道為毛細管；優選地，毛細管內徑為0.25～3mm。

所述的混合室設有若干進料口以及毛細管出料口，毛細管出料口數量與反應通道數量相同、位置與反應通道一一對應。

所述的LED光帶由若干環形陣列的光源固定桿支撐，以保證反應通道內部良好的光強分布、提高產率；所述光源固定桿的兩端分別與混合室、收集腔固定連接。

所述的光源固定桿數量不少于3根。

所述LED光帶的光源為波長范圍200～400nm的紫外光或波長范圍400～760nm的可見光；可根據不同反應體系的要求更換光源。

所述反應通道的材質為FEP、PFA、ETFE、ECTFE等具有透光性的塑性聚合物材料；其余結構材質可以是無機材料，如不銹鋼、銅、鋅、鋁、碳化硅或有機玻璃；根據各部件不同的材質可選用相應的固定連接方式為焊接或壓力緊固。

優選地，所述的LED光帶外部套設有換熱套筒，增強換熱效率，及時移除光源發光過程產生的熱量，進一步提高光源的壽命及光化學轉化過程的產率。

所述換熱套筒中的換熱介質為低溫空氣、低溫氮氣和低溫氬氣中的一種或多種混合氣體。

技術效果

與現有技術相比，本發明結合光化學轉化和微化工技術的特點，達到較高傳質、傳熱速率的同時，實現了反應通道良好的光強分布、高效的光電轉化效率以及較大的通量操作，提高光化學轉化過程中產品的收率、純凈度，降低能耗，適用于多種光化學反應體系；同時本系統內部結構簡單，各部件均可獨立安裝拆卸，加工制造方便。

附圖說明

圖1為本發明安裝有換熱套筒的整體結構前視圖；

圖2為本發明未安裝換熱套筒的結構前視圖；

圖3為本發明無換熱套筒與LED光帶的內部結構前視圖；

圖4為圖2中A-A剖視圖；