[發明專利]一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置

在審

• 申請號: 201711115122.5
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN108160017A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 屠美玲;楊阿三;李琰君;張建庭;王祁寧;賈繼寧;許軼;蔡金法
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，它包括兩組對應連接的配料釜和高壓計量泵，配料釜連接高壓計量泵的進口，高壓計量泵出口分別連接預混合器的進口，預混合器的出口依次連接微型管式反應器和產品釜，兩個配料釜的原料物經對應的高壓計量泵送料進入預混合器充分混合后進入微型管式反應器進行反應，結束后產品經產品釜收集。本發明既能夠保持微型管式反應器高傳質、高傳熱、易控溫的特點，特別有利于極度放熱的學生實驗，以及適用于使用貴金屬催化劑的學生實驗。又能夠提供裝置的組裝式、可視化的微型管式反應器組件，特別適用于開設學生實驗探索不同條件對實驗的影響因素。該裝置對學生實驗的場地、資金壓力小，安全系數高。

技術領域

本發明屬于化工實驗設備技術領域，具體涉及一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，它可以根據學生實驗的目的和要求，切換實驗裝置的不同模塊組件。

背景技術

管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的可連續操作的反應器，與釜式反應器相比，其返混較小，換熱面積較大，適用于大型化和連續化的工業生產。管式反應器集“三傳一反”的理論于一體，對于學生實驗具有特別典型性。但是由于其尺寸較大，對于開設學生實驗而言存在許多的阻礙，如:1)所需實驗裝置占地較大，使得臺套數難以增設，給學生實驗開設增加經濟與場地的壓力；2)開設實驗所需的藥品損耗量較多，對于環境造成一定壓力，特別是反應較為劇烈的強放熱反應、需使用貴重催化劑的反應、使用易燃易爆有毒有害原料的反應等，實驗安全管理難度加大；3)由于常用管式反應器尺寸較大，實驗過程中存在反應死區或者飛溫現象，實驗控制的精準度降低，給學生實驗造成很多不確定性；4)管道反應器裝置比較大，在實驗過程中很難根據學生條件的設定組裝或者更換實驗組件，使得學生實驗條件相對單一。

微通道反應器是一種連續流動型的管式反應器，從宏觀上可視為平推流模型，其傳承了管式反應器的低返混和高換熱面積的優點，且由于微通道反應器的通道十分狹小，尺寸在10-1000μm，其軸徑比遠遠大于100，其尺寸的微型化引起了一系列新的特性，具有傳質傳熱效率更高、返混幾率更小，且比普通管式反應器更易控溫、易控反應時間等優點，同時也緩解了普通管式反應對于學生實驗的場地、環境和安全的要求。但是一方面，其內部通道尺寸在10-1000μm導致它的加工制造精確度和成本提高，用于學生實驗的成本也大大提高，同時目前對于微通道系統的自動控制方面還存在許多技術難點；目前微通道管式反應器均為成套設備，可拆卸或者組裝部件比較少，應用于學生對各實驗條件和實驗現象的探索實驗裝置十分少見。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，它既能夠保持微型管式反應器低返混高傳質效率的特性，又能夠提供裝置的可拆卸和組裝部件，特別適用于開設學生實驗。

所述的一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，包括配料釜Ⅰ、高壓計量泵Ⅰ、配料釜Ⅱ及高壓計量泵Ⅱ，其特征在于配料釜Ⅰ連接高壓計量泵Ⅰ的進口，配料釜Ⅱ連接高壓計量泵Ⅱ的進口，高壓計量泵Ⅰ和高壓計量泵Ⅱ的出口分別連接預混合器的進口，預混合器的出口依次連接微型管式反應器和產品釜，配料釜Ⅰ中的原料物Ⅰ經高壓計量泵Ⅰ送料，配料釜Ⅱ中的原料物Ⅱ經高壓計量泵Ⅱ送料，兩股物料進入預混合器充分混合后進入微型管式反應器進行反應，反應結束后得到產品經產品釜收集。

所述的一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，其特征在于還包括換熱裝置，換熱裝置設置在預混合器和微型管式反應器外圍，換熱裝置上設有換熱介質入口和換熱介質出口，換熱介質從換熱介質入口流入，經過換熱裝置后由換熱介質出口流出。

所述的一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，其特征在于換熱裝置為恒溫槽。

所述的一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，其特征在于預混合器為靜態混合器，預混合器的內徑為1-10mm。

所述的一種教學用組裝式的微型管式反應實驗裝置，其特征在于靜態混合器為T型混合器、L型混合器、Z型混合器的任意一種。