[發(fā)明專利]一種超重力微反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811050589.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN110882663B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋蘭蘭;于躍;江秀聰;聶紅嬌;戴志超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臨沂大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/00
• 分類號(hào): B01J19/00;B01J19/30;B01J19/18
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本發(fā)明涉及一種超重力微反應(yīng)裝置。其中微反應(yīng)盤設(shè)置在轉(zhuǎn)鼓和填料層組成的密閉腔中部。原料在高速旋轉(zhuǎn)的微反應(yīng)盤中均勻混合并快速流動(dòng)，有效防止了微反應(yīng)通道的堵塞，同時(shí)強(qiáng)化了混合原料在甩出霧化盤后的霧化效果。通過(guò)傳動(dòng)軸及聯(lián)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了微反應(yīng)盤與轉(zhuǎn)鼓及填料層之間的同軸反向旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果，降低了產(chǎn)物的成核尺寸，提高了納米材料的分散性和均勻性，減少了能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超重力場(chǎng)微反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

微通道反應(yīng)器是一種單元反應(yīng)界面尺度為微米量級(jí)的微型化的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，具有比表面積大，傳遞速率高，接觸時(shí)間短，副產(chǎn)物少等特點(diǎn)。但在制備納米材料過(guò)程中，微通道反應(yīng)器容易發(fā)生通道堵塞和清理困難等為題。

超重力場(chǎng)技術(shù)是利用比地球重力加速度大得多的超重力環(huán)境對(duì)傳質(zhì)和微觀混合過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化的一種技術(shù)。該技術(shù)使反應(yīng)物分子在超重力環(huán)境下產(chǎn)生流動(dòng)接觸，巨大的剪切力使液體破碎成納米級(jí)的膜、絲和滴，產(chǎn)生巨大的和快速更新的新界面，是傳質(zhì)過(guò)程得到極大的強(qiáng)化，可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性的提高。

因此，將微通道反應(yīng)設(shè)備在超重力場(chǎng)中制備納米材料，在進(jìn)一步強(qiáng)化反應(yīng)傳質(zhì)過(guò)程的同時(shí)，可有效避免反應(yīng)通道堵塞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種超重力微反應(yīng)裝置，目的是將微反應(yīng)裝置在超重力場(chǎng)中應(yīng)用，一方面可大幅強(qiáng)化反應(yīng)傳質(zhì)過(guò)程，提高納米材料的分散性和均勻性，另一方面可有效解決微反應(yīng)通道的堵塞等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下面技術(shù)方案具體實(shí)現(xiàn)，然而本發(fā)明可以不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限于本文所闡述的實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式，以使得本發(fā)明對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是徹底和完整的，并且將充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。

除非另有定義，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有如本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。在本文的描述中所使用的術(shù)語(yǔ)是用于描述特定的實(shí)施方式，而不是對(duì)其進(jìn)行限制。

本發(fā)明提供了一種超重力微反應(yīng)裝置，其特征在于：包括殼體總成、超重力微反應(yīng)系統(tǒng)、進(jìn)樣軸和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；所述殼體總成由外殼、頂板、底座、隔板和用于連接固定的固定件組成，其中外殼、頂板和第一隔板組成反應(yīng)腔室，在位于所述反應(yīng)腔室下部的外殼上設(shè)置有出樣口；所述超重力微反應(yīng)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)鼓、填料層和微反應(yīng)盤組成，填料層與轉(zhuǎn)鼓形成密閉腔，微反應(yīng)盤置于密閉腔中部，且微反應(yīng)盤外緣與填料層之間的水平距離為10～100mm；所述進(jìn)樣軸通過(guò)固定件與頂板固定，在高出頂板一端設(shè)有進(jìn)樣口，進(jìn)樣軸內(nèi)部設(shè)有進(jìn)樣管。其中，進(jìn)樣口與進(jìn)樣軸的軸向方向垂直，進(jìn)樣管與進(jìn)樣軸的軸向方向平行；

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括傳動(dòng)軸、電機(jī)和軸承，其中第一傳動(dòng)軸為空心裝置，所述第一傳動(dòng)軸在穿過(guò)第二隔板上的第二軸承和第一隔板上的第一軸承后通過(guò)1#固定底座與轉(zhuǎn)鼓連接；所述第二傳動(dòng)軸穿過(guò)第三隔板上的第三軸承、第二隔板上的第四軸承和第一傳動(dòng)軸的空心部分后通過(guò)2#固定底座與微反應(yīng)盤連接；

1#聯(lián)動(dòng)裝置包括設(shè)在第一傳動(dòng)軸內(nèi)壁上的內(nèi)齒圈、第二傳動(dòng)軸上的1#齒輪和2#齒輪組，通過(guò)固定架和固定軸來(lái)固定2#齒輪組的相對(duì)位置，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓及填料層與微反應(yīng)盤之間的同軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中第二傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)鼓之間通過(guò)密封圈密封連接，并且進(jìn)樣軸、轉(zhuǎn)鼓、密閉腔、微反應(yīng)盤、第一傳動(dòng)軸、第二傳動(dòng)軸具有共同的軸心線。

在本發(fā)明所述的超重力微反應(yīng)裝置中，進(jìn)樣系統(tǒng)和超重力微反應(yīng)系統(tǒng)有兩種不同的設(shè)計(jì)。